Citoplasma

Cos’è il citoplasma?

Il citoplasma è la parte di protoplasma che si trova tra la membrana plasmatica e il nucleo (o zona nucleare nelle cellule procariotiche). Si presenta come un composto denso, semitrasparente, elastico ed acquoso. Infatti, il citoplasma è composto per l’80% da acqua, a formare una porzione liquida che costituisce il citosol. Quest’ultimo viene detto anche ialoplasma, ed osservato al microscopio ottico risulta un composto omogeneo e privo di struttura. Presenta moltissime molecole, tra le quali enzimi e altre proteine per circa il 20-30%, carboidrati, lipidi, e composti a basso peso molecolare. Contiene anche ioni inorganici, la cui concentrazione è più elevata nel citoplasma che in molti substrati colturali.

Durante le preparazioni per le osservazioni al microscopio, le proteine presenti nel citosol precipitano e si aggregano, creando così artefatti strutturali. Questa rappresenta una delle complicazioni che hanno reso difficile chiarire al meglio com’è strutturato il citoplasma.

Il citosol è la sede delle reazioni che determinano il metabolismo cellulare. Per sostenere questo importante compito, presenta una struttura organizzata con proteine legate a fibre oppure localizzate in determinate regioni.

Si trova in tutte le cellule procariotiche ed eucariotiche, presentando delle differenze tra l’una e l’altra.

Il citoplasma nelle cellule procariotiche…

Nella cellula procariotica il citoplasma è rappresentato dal materiale racchiuso dalla membrana plasmatica, in cui troviamo immersi la zona nucleare (o nucleoide), i ribosomi e le inclusioni. Oltre a questi, immersi nel citoplasma procariotico si possono trovare gli enzimi, che nelle cellule eucariotiche sono compresi negli organelli cellulari. Si tratta di una struttura molto semplice rispetto al citoplasma della cellula eucariotica, che invece presenta il citoscheletro e il flusso citoplasmatico.

Figura 1: Nella cellula procariotica, immersi nel citoplasma possiamo trovare la zona nucleare, i ribosomi, le inclusioni e gli enzimi.
Figura 1- Nella cellula procariotica, immersi nel citoplasma possiamo trovare la zona nucleare, i ribosomi, le inclusioni e gli enzimi.

… e nelle cellule eucariotiche

Immerso nel citoplasma della cellula eucariotica possiamo osservare i vari organelli cellulari (apparato di Golgi, mitocondri, etc.) e il nucleo. Oltre a questo, la caratteristica che permette al citoplasma della cellula eucariotica di distinguersi da una procariotica è la presenza del citoscheletro.

Figura 2: Nella cellula eucariotica il citoplasma ospita tutti gli organelli cellulari e il nucleo. Inoltre presenta caratteristiche che lo distinguono dal citoplasma procariotico, come la presenza del citoscheletro.
Figura 2 – Nella cellula eucariotica il citoplasma ospita tutti gli organelli cellulari e il nucleo. Inoltre presenta caratteristiche che lo distinguono dal citoplasma procariotico, come la presenza del citoscheletro.

Il citoscheletro è una fitta rete interna costituita da filamenti proteici che, come una rete di strade ed autostrade, consente il movimento di sostanze e organelli all’interno della cellula ed il movimento della cellula stessa.

I filamenti che lo costituiscono vengono distinti in microfilamenti (in actina) e microtubuli (in tubulina), costituiti da subunità proteiche globulari che si associano in modo rapido e reversibile. L’intreccio di questi filamenti costituisce un’intelaiatura tridimensionale atta al mantenimento della struttura della cellula. Le cellule possono essere ricche o prive di filamenti di dimensione intermedia tra i due precedentemente citati, che possono essere formati da un solo tipo o da associazioni di proteine, come desmina, vimentina, actina. Questi filamenti intermedi hanno lo scopo di dare supporto meccanico alla cellula e stabilire la posizione degli organelli cellulari.

Inoltre, i filamenti proteici sono connessi a sottili fibre proteiche che formano il reticolo microtrabecolare, un’altra rete proteica tridimensionale.

Il movimento cellulare è generato dall’interazione tra i filamenti proteici del citoscheletro e le sue proteine accessorie, che variano a seconda del tipo di cellula. Per esempio, il movimento di ciglia e flagelli è strettamente legato ai microtubuli. La contrazione muscolare, invece, dipende dai microfilamenti.

Il movimento degli organelli cellulari nel citoplasma è dovuto all’interazione tra i microtubuli, i filamenti intermedi e specifiche proteine, come la chinesina e la dineina. Grazie a queste associazioni, gli organelli si spostano su questi filamenti proteici come se fossero su dei binari.

Il flusso citoplasmatico, o streaming, consiste nel movimento del citoplasma da una parte all’altra della cellula. Questo movimento è importante per facilitare la distribuzione di nutrienti, ma anche per favorire lo spostamento della cellula su una superficie.

Fonti

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