3 funzioni principali di una cella
Da organismi unicellulari come i batteri agli esseri umani, le cellule sono le unità strutturali e funzionali di base della vita. Un corpo umano adulto è composto da oltre 37 trilioni di cellule, secondo una stima pubblicata nel numero di novembre-dicembre 2013 degli "Annali della biologia umana". In organismi complessi come gli umani, ci sono centinaia di diversi tipi di cellule, organizzate in sistemi corporei, organi e tessuti. Ogni tipo di cellula ha funzioni specializzate che, lavorando insieme, consentono all'organismo di funzionare efficacemente. Considerato in generale, tuttavia, diverse funzioni generali sono comuni a praticamente tutte le celle.
I microscopi ad alta potenza rivelano strutture intracellulari che eseguono le loro funzioni. (Immagine: shironosov / iStock / Getty Images)Generazione di energia
Le cellule viventi esistono in uno stato biologico perennemente attivo. Tutte le cellule richiedono energia per condurre le attività necessarie per rimanere in vita. Ciò rende la generazione di energia la più essenziale e fondamentale di tutte le funzioni cellulari. Le cellule umane generano energia utilizzando sostanze chimiche derivate dal cibo come combustibile. I mitocondri, spesso chiamati le centrali elettriche delle cellule, fungono da sito finale per la produzione di energia all'interno delle cellule umane. Usando molecole derivate dalla digestione e dalla trasformazione di zuccheri, proteine e grassi dalla dieta, una serie di complesse reazioni chimiche nei mitocondri generano una molecola chiamata adenosina trifosfato (ATP). Le molecole di ATP catturano l'energia chimica dal cibo, che le cellule usano per alimentare le loro funzioni biologiche.
Trasporto molecolare
Ogni cellula è circondata da una membrana che delinea i suoi confini e funge da gatekeeper, controllando il movimento delle molecole dentro e fuori la cellula. Questo trasporto molecolare svolge il ruolo essenziale di mantenere un ambiente interno sano in modo che la cellula possa sopravvivere e svolgere le sue funzioni specializzate. Alcune piccole molecole, come ossigeno, anidride carbonica e acqua, attraversano le membrane delle cellule umane senza consumare energia. Tuttavia, il trasporto di molte importanti molecole dipende dalle pompe a membrana cellulare che utilizzano energia. Ad esempio, le pompe a membrana di sodio e di potassio sono essenziali per la trasmissione degli impulsi nervosi e il mantenimento dell'equilibrio idrico nel corpo umano. Il trasporto molecolare consente anche alle cellule specializzate che producono sostanze chimiche importanti - come gli ormoni - di rilasciarle in modo che possano essere utilizzate altrove nel corpo.
Riproduzione
Tutti gli esseri viventi, incluse le cellule, hanno una durata limitata. Pertanto, la riproduzione è una funzione essenziale per le cellule. La riproduzione cellulare nell'uomo consente al corpo di sostituire le cellule morenti, malate o danneggiate e, nel caso della gravidanza, di perpetuare la specie umana. La maggior parte delle cellule umane si riproduce attraverso un processo chiamato mitosi. Usando questo processo riproduttivo, la cellula produce una copia esatta del suo materiale genetico prima di dividersi in due cellule geneticamente identiche.
La meiosi è uno speciale processo di riproduzione cellulare utilizzato dalle uova e dallo sperma in organismi che impiegano la riproduzione sessuale. Il materiale genetico umano è organizzato in 23 coppie di cromosomi, uno ciascuno dal padre e dalla madre. Con la meiosi, piuttosto che le uova e lo spermatozoo con due copie di ciascun cromosoma, ciascuna contiene solo una singola copia. Quando l'uovo e lo sperma si uniscono al momento della fecondazione, i cromosomi si accoppiano. Successive divisioni dell'uovo fecondato avvengono tramite mitosi, con ogni nuova cellula contenente la coppia di cromosomi appena formati.
Recensito da: Tina M. St. John, M.D.
