Organelli cellulari: cos'è un organello, funzioni e tipi

Scopri cosa sono gli organelli cellulari, le loro funzioni e i tipi: guida chiara su organuli e microcompartimenti batterici per capire la vita a livello cellulare.

In biologia cellulare, un organello è una struttura interna della cellula che svolge una funzione specifica e spesso è riconoscibile al microscopio. Spesso gli organelli sono delimitati da membrane proprie che li separano dal resto del citoplasma, ma non sempre si tratta della stessa membrana che circonda la cellula: spesso hanno una membrana interna distinta e non la membrana plasmatica che avvolge l'intera cellula. Il nome organulo deriva dall'analogia con gli organi del corpo, perché ciascun organello svolge compiti particolari che contribuiscono al funzionamento della cellula nel suo insieme.

Tipi principali di organelli nelle cellule eucariotiche

Nelle cellule eucariotiche si trovano numerosi organelli, ciascuno con ruoli specifici. Di seguito i più importanti e le loro funzioni sintetiche:

• Nucleo: contiene il materiale genetico (DNA) e coordina processi come la trascrizione e la replicazione; è delimitato da una doppia membrana chiamata involucro nucleare.
• Mitocondri: centrali energetiche della cellula dove avviene la produzione di ATP tramite la respirazione cellulare; hanno una doppia membrana e il proprio DNA mitocondriale.
• Cloroplasti (nelle cellule vegetali e di alcuni protisti): svolgono la fotosintesi e anch'essi possiedono doppia membrana e DNA proprio.
• Reticolo endoplasmatico (RE): si distingue in RE rugoso (con ribosomi attaccati, coinvolto nella sintesi proteica) e RE liscio (coinvolto nella sintesi dei lipidi e nel metabolismo dei farmaci).
• Apparato di Golgi: modifica, ordina e smista proteine e lipidi ricevuti dal RE, confezionandoli in vescicole verso la destinazione finale.
• Lisosomi: vescicole contenenti enzimi digestivi che degradano materiali di scarto, organelli danneggiati o particelle ingerite.
• Perossisomi: organelli che ossidano acidi grassi e detossificano sostanze nocive, producendo e decomponendo perossido di idrogeno.
• Ribosomi: complessi macromolecolari responsabili della sintesi proteica; possono essere liberi nel citoplasma o associati al RE rugoso.
• Vacuoli: presenti soprattutto nelle cellule vegetali come grandi sacchi di stoccaggio (acqua, sostanze nutritive, prodotti di scarto) che aiutano anche a mantenere la pressione interna.
• Citoscheletro: rete di filamenti proteici (microtubuli, filamenti intermedi, microfilamenti) che dà forma alla cellula, permette il movimento intracellulare e il trasporto di organelli.
• Centrosoma e centrioli: organizzano i microtubuli e sono fondamentali per la divisione cellulare nelle cellule animali.

Organelli nei procarioti

Un tempo si riteneva che i procarioti fossero privi di organelli, ma oggi sono stati identificati esempi di compartimenti interni nei batteri. Questi non sono organizzati come gli organelli eucariotici e generalmente non sono delimitati da una doppia membrana: sono chiamati microcompartimenti batterici. Alcuni batteri possiedono strutture come i cloroplasti primitivi o membrane interne associate alla respirazione, ma la loro organizzazione è più semplice rispetto a quella eucariotica.

Origine degli organelli

Molti organelli legati al metabolismo energetico, come mitocondri e cloroplasti, spiegano la loro origine attraverso la teoria endosimbiontica: queste strutture deriverebbero da antichi batteri inglobati da cellule precorritrici e divenuti simbionti. Questa teoria è supportata dalla presenza di DNA proprio e dalla doppia membrana in questi organelli.

Dimensioni, numero e variabilità

Il numero, la forma e le dimensioni degli organelli variano molto a seconda del tipo di cellula, dello stato fisiologico e delle condizioni ambientali. Per esempio, cellule altamente attive dal punto di vista energetico (come le cellule muscolari) hanno molti mitocondri, mentre cellule fotosintetiche presentano numerosi cloroplasti.

Perché gli organelli sono importanti

• Permettono la compartmentalizzazione delle reazioni chimiche, aumentando l'efficienza dei processi cellulari.
• Consentono la regolazione finemente controllata di ambienti chimici differenti all'interno della stessa cellula (pH, concentrazione di ioni, enzimi specifici).
• La disfunzione di alcuni organelli è alla base di molte malattie: ad esempio, difetti mitocondriali causano patologie energetiche; mutazioni nei lisosomi provocano malattie da accumulo lisosomiale.

Come si studiano gli organelli

Gli organelli vengono osservati e studiati con diverse tecniche, tra cui microscopia ottica, microscopia elettronica (che fornisce dettagli ultrastrutturali), colorazioni e marcatori fluorescenti per il tracciamento in cellule vive, oltre a metodi biochimici per isolare e analizzare componenti specifici.

In sintesi, gli organelli sono elementi fondamentali dell'organizzazione cellulare: la loro presenza, varietà e funzionamento permettono alle cellule di svolgere compiti complessi e di adattarsi a condizioni diverse.

Domande e risposte

D: Che cos'è un organello?

D: Dove si trova la maggior parte degli organelli della cellula?

D: Qual è l'origine del termine "organello"?

D: Ci sono diversi tipi di organelli nelle cellule eucariotiche?

D: I procarioti hanno un proprio tipo di organuli?

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