Eucarioti e procarioti

In questo articolo non vi parlerò di alieni, ma di due tipi di cellule: eucarioti e procarioti (http://www.di.unisa.it/~ads/BIOINFORMATICA/BiologiaMolecolare/pag/procarioti-eucarioti.html, http://www.ck12.org/biology/Prokaryotic-and-Eukaryotic-Cells/lesson/Prokaryotic-and-Eukaryotic-Cells-BIO/, http://www.life.umd.edu/classroom/bsci424/BSCI223WebSiteFiles/ProkaryoticvsEukaryotic.htm).

typical prokaryote and eukaryote cells

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0/endosymbiosis_03

Per cellula procariote si intende un organismo unicellulare e privo di nucleo (dal greco pro = prima e kàryon = nucleo). Di questo raggruppamento fanno parte diversi organismi, tra cui i batteri. Questi organismi possono anche essere molto diversi tra loro per quanto riguarda le funzioni che svolgono (esistono enormi differenze molecolari e biochimiche tra gli organismi appartenenti a questo gruppo), ma ciò che li accomuna è una struttura cellulare più semplice di quella di un una cellula eucariote. In assenza del nucleo, il DNA è disperso nel citoplasma, è circolare e non esistono gli organelli tipici della cellula eucariote, ma le funzioni cellulari vengono svolte nel citoplasma.

Una cellula eucariote (dal greco eu = vero e kàryon = nucleo) contiene il nucleo in cui è contenuto il patrimonio genetico (il DNA), che in questo caso è lineare. Oltre a questa caratteristica principale, la cellula eucariote ha anche una struttura interna più complicata dal momento che contiene veri e propri organelli delimitati da membrana (ad esempio i mitocondri, ovvero le fonti di energia per la cellula) ed ha specifiche caratteristiche molecolari. Tra queste, vi cito la presenza di sequenze regolatrici nel DNA, invece che solo geni, e la separazione spazio-temporale tra trascrizione del DNA e traduzione dell’mRNA in proteina. Quest’ultima differenza deriva proprio dalla presenza del nucleo. Le cellule eucariote sono in grado di formare organismi multicellulari come gli animali e le piante, ma esistono anche organismi unicellulari nel gruppo degli eucarioti, ad esempio i lieviti.

Secondo la teoria attuale, le cellule eucariote derivano da una cellula antenata procariote grazie al processo di endosimbiosi (dal greco  ἔνδον = dentro; συν = insieme; βιος = vita) secondo cui alcuni organismi unicellulari sarebbero stati “ingeriti”/”inglobati” da altri organismi unicellulari. Si sarebbe poi instaurato un rapporto di interdipendenza tra i due organismi e la presenza del nuovo organismo avrebbe portato ad un vantaggio evolutivo per la cellula ospite (quella che lo ha ingolfato). Anche la cellula ingerita avrebbe tratto dei vantaggi da questa nuova situazione, portando quindi ad una inter-dipendenza tra i due organismi ora uniti in uno solo. Un esempio di questa teoria sta nei mitocondri e cloroplasti, antichi procarioti poi diventati endosimbionti della cellula ospite.

Endosymbiosis in a nutshell

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0/endosymbiosis_03

Ma come è possibile tutto ciò? Nel caso dei mitocondri, la cellula originaria si sarebbe cibata dell’antenato del mitocondrio, senza mai digerirlo. La presenza del mitocondrio, infatti, avrebbe portato un vantaggio alla cellula che si sarebbe cibata di questo organismo producente energia e il mitocondrio avrebbe trovato un ambiente favorevole grazie alla protezione fornita dalla cellula in cui era contenuto e alla presenza di sostanze nutritive a sua disposizione. Le evidenze di questo processo stanno nella similarità tra mitocondri e batteri per quanto riguarda la presenza di una membrana esterna, di DNA circolare al loro interno e del metodo di riproduzione asessuata (semplice divisione dell’organello). Lo stesso vale per i cloroplasti, ma il loro “inglobamento” in una cellula sarebbe avvenuto dopo l’evento di endosimbiosi dei mitocondri. Ovviamente, ad oggi, mitocondri e cloroplasti non sono organismi in grado di sopravvivere autonomamente; parte del loro DNA contenente geni di importanza vitale è stato trasferito nel DNA della cellula ospite, incrementando il rapporto di inter-dipendenza tra gli organismi coinvolti, e rendendoli completamente dipendenti dalla presenza dell’altro. Ricordiamoci che la prima cellula eucariote si è evoluta più di un milione di anni fa, quindi ne è passato di tempo anche in termini evolutivi!!!

Prossima puntata: l’anatomia di una cellula eucariote. Stay tuned!

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...