Cellule eucariotiche e procariotiche: differenze

Tutti gli organismi attuali si fondano sulla stessa unità morfologica, la cellula. Le cellule si dividono in due categorie: gli eucarioti (dal greco eu, “buono” o “vero”, e karyon, “nucleo” o “noce”), che possiedono un nucleo circondato da membrana che contiene il loro DNA, e i procarioti (dal greco pro, “prima”), che sono privi di nucleo.

I procarioti, di cui fanno parte vari tipi di batteri, presentano strutture relativamente semplici e sono quasi esclusivamente unicellulari (sebbene possano formare filamenti o colonie di cellule indipendenti). Gli eucarioti, che possono essere pluricellulari o unicellulari, sono di gran lunga più complessi dei procarioti (i virus sono entità molto più semplici in confronto alle cellule e non sono classificati come organismi viventi poiché sono privi dell’apparato metabolico necessario per riprodursi all’esterno dei loro ospiti cellulari).

Forme e dimensioni dei procarioti

I procarioti sono gli organismi più diffusi sul nostro pianeta, grazie al fatto che il loro metabolismo è altamente adattabile a una straordinaria gamma di habitat. Le loro dimensioni variano da 1 a 10 μm, mentre le loro forme sono di tre tipi: sferoidale (cocchi), a bastoncello (bacilli) ed elicoidale (spirilli).

Rappresentazione in scala di alcune cellule procariotiche
Figura 1 – Rappresentazione in scala di alcune cellule procariotiche

Caratteristiche delle cellule eucariotiche e procariotiche a confronto

A eccezione della membrana cellulare esterna che, nella gran parte dei casi, è circondata da una parete cellulare con funzione protettiva, quasi tutti i procarioti sono privi di membrane interne. Tuttavia il loro citoplasma (ossia il contenuto della cellula) non è assolutamente omogeneo e le diverse funzioni metaboliche sono portate a termine in regioni differenti. Il procariote meglio caratterizzato è Escherichia coli, un batterio a forma di bastoncello e di dimensioni pari a 2 μm per 1 μm che risiede nel colon dei mammiferi.

Le cellule eucariotiche hanno un diametro generalmente compreso tra 10 e 100 μm, di conseguenza il loro volume è da mille a un milione di volte maggiore rispetto a quello dei tipici procarioti; tuttavia la caratteristica peculiare di tali cellule non sono le dimensioni ma piuttosto la presenza al loro interno di una moltitudine di organelli circondati da membrane.

Figura 2 - compartimentazione di una cellula eucariotica
Figura 2 – compartimentazione di una cellula eucariotica

Oltre a un nucleo, gli eucarioti possiedono un reticolo endoplasmatico, che rappresenta la sede della sintesi di numerose componenti cellulari, alcune delle quali sono successivamente modificate nell’apparato di Golgi. In quasi tutti gli eucarioti la maggior parte delle reazioni del metabolismo aerobico avviene nei mitocondri, mentre le cellule fotosintetiche contengono i cloroplasti che convertono l’energia dei raggi solari in energia chimica. Altri organelli, come per esempio i lisosomi e i perossisomi, eseguono funzioni specializzate. I vacuoli sono invece ampiamente presenti nelle cellule vegetali e fungono solitamente da depositi. Il citosol, che equivale al citoplasma privato dei suoi organelli circondati da membrana, è organizzato per mezzo del citoscheletro, una diffusa rete di filamenti che conferisce inoltre alla cellula la sua forma tipica e la capacità di movimento.

Complessità delle cellule

I vari organelli responsabili della compartimentazione delle cellule eucariotiche rappresentano un livello di complessità in gran parte assente in quelle procariotiche. Ciò nondimeno, i procarioti evidenziano per molti aspetti un’efficienza superiore rispetto agli eucarioti: i primi hanno sfruttato i vantaggi dovuti alla semplicità e alle dimensioni molto contenute, e l’elevata velocità di crescita permette loro di occupare nicchie ecologiche in cui possono avvenire anche drastiche fluttuazioni dei nutrienti a disposizione.

La complessità degli eucarioti fa sì che tali organismi abbiano dimensioni maggiori e una crescita più lenta rispetto ai procarioti, ma conferisce loro un vantaggio competitivo in ambienti stabili con risorse limitate. È perciò errato ritenere i procarioti cellule evoluzionisticamente primitive rispetto agli eucarioti, bensì entrambi i tipi di organismi si sono adattati in maniera soddisfacente ai loro rispettivi stili di vita.

Fonti

  • Principi di Biochimica (Donald Voet Judith G Voet Charlotte W Pratt)

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