Le vescicole e i vacuoli sono sacche legate alla membrana che funzionano nello stoccaggio e nel trasporto. I vacuoli sono un po ‘ più grandi delle vescicole e la membrana di un vacuolo non si fonde con le membrane di altri componenti cellulari. Le vescicole possono fondersi con altre membrane all’interno del sistema cellulare. Inoltre, gli enzimi all’interno dei vacuoli vegetali possono abbattere le macromolecole.

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Figura 13 Il sistema endomembrana lavora per modificare, impacchettare e trasportare lipidi e proteine. (credito: modifica del lavoro di Magnus Manske)

Il vacuolo centrale (piante)

In precedenza, abbiamo menzionato i vacuoli come componenti essenziali delle cellule vegetali. Se osservate la Figura 1, vedrete che le cellule vegetali hanno ciascuna un grande vacuolo centrale che occupa la maggior parte della cellula.

cella quadrata con organelli e grande vacuolo centrale di forma ovale al centro della cella.
Figura 1 Una cellula vegetale generalizzata. Da notare il grande vacuolo centrale grigio.

Il vacuolo centrale svolge un ruolo chiave nella regolazione della concentrazione di acqua della cella in condizioni ambientali mutevoli. Nelle cellule vegetali, il liquido all’interno del vacuolo centrale fornisce la pressione del turgore, che è la pressione verso l’esterno causata dal fluido all’interno della cellula. Hai mai notato che se dimentichi di innaffiare una pianta per alcuni giorni, appassisce? Questo perché quando la concentrazione di acqua nel terreno diventa inferiore alla concentrazione di acqua nella pianta, l’acqua esce dai vacuoli centrali e dal citoplasma e nel terreno. Quando il vacuolo centrale si restringe, lascia la parete cellulare non supportata. Questa perdita di supporto alle pareti cellulari di una pianta provoca l’aspetto appassito. Inoltre, questo fluido ha un sapore molto amaro, che scoraggia il consumo da parte di insetti e animali. Il vacuolo centrale funziona anche per immagazzinare le proteine nello sviluppo delle cellule del seme.

Lisosoma

Nelle cellule animali, i lisosomi sono lo “smaltimento dei rifiuti” della cellula.”Gli enzimi digestivi all’interno dei lisosomi aiutano la disgregazione di proteine, polisaccaridi, lipidi, acidi nucleici e persino organelli usurati. Negli eucarioti unicellulari, i lisosomi sono importanti per la digestione del cibo che ingeriscono e il riciclaggio degli organelli. Questi enzimi sono attivi ad un pH molto più basso (più acido) rispetto a quelli situati nel citoplasma. Molte reazioni che avvengono nel citoplasma non potrebbero verificarsi a un pH basso, quindi è evidente il vantaggio di compartimentare la cellula eucariotica in organelli.

I lisosomi usano anche i loro enzimi idrolitici per distruggere gli organismi che causano malattie che potrebbero entrare nella cellula. Un buon esempio di ciò si verifica in un gruppo di globuli bianchi chiamati macrofagi, che fanno parte del sistema immunitario del tuo corpo. In un processo noto come fagocitosi, una sezione della membrana plasmatica del macrofago invagina (si piega) e inghiotte un agente patogeno. La sezione invaginata, con l’agente patogeno all’interno, si stacca dalla membrana plasmatica e diventa una vescicola. La vescicola si fonde con un lisosoma. Gli enzimi idrolitici del lisosoma distruggono quindi il patogeno (Figura 2).

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Figura 2 Un macrofago ha fagocitato un batterio potenzialmente patogeno in una vescicola, che poi si fonde con un lisosoma all’interno della cellula in modo che il patogeno possa essere distrutto. Altri organelli sono presenti nella cellula, ma per semplicità non vengono mostrati.

Perossisomi

I perossisomi sono piccoli organelli rotondi racchiusi da singole membrane. Effettuano reazioni di ossidazione che abbattono acidi grassi e amminoacidi. Disintossicano anche molti veleni che possono entrare nel corpo. L’alcol è disintossicato dai perossisomi nelle cellule del fegato. Un sottoprodotto di queste reazioni di ossidazione è il perossido di idrogeno, H2O2, che è contenuto all’interno dei perossisomi per evitare che la sostanza chimica causi danni ai componenti cellulari al di fuori dell’organello. Il perossido di idrogeno viene scomposto in modo sicuro dagli enzimi perossisomiali in acqua e ossigeno.

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