Le cellule sono i "mattoni" di cui è fatta
tutta la materia vivente.
Anche il solo leggere queste righe provoca un turbine di attività nel nostro corpo.
Ogni secondo milioni di nuove cellule nascono nell'incessante processo di rinnovamento dell'organismo.
Le cellule compiono veri miracoli di tecnica biologica come ad esempio l'ovulo umano : nell'attimo della fecondazione tale singola cellula determina esattamente il tipo di essere umano che dovrà nascere.
Pensiamo allo brulicare di attività che si svolgono in una metropoli.
Sembra impossibile che all'interno del nostro organismo si svolga di continuo uno straordinario e ancor più complicato processo di fabbricazione, immagazzinaggio, riparazione, comunicazione, trasporto, sorveglianza, sgombero rifiuti, amministrazione, produzione alimenti, regolazione della temperatura!
Le cellule del nostro corpo sono più simili alla popolazione di un pianeta e anche se si contano a miliardi esse lavorano in armonia e ogni componente della complessa società contribuisce al benessere degli altri.
La cellula ha tre parti principali : il nucleo, il citoplasma e la membrana esterna.
| Cromosoma | Geni |
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Il nucleo, la parte in cui ha sede la "direzione" della cellula presiede alla struttura, perciò le cellule producono soltanto esatte copie di sé stesse : le cellule del polmone danno origine soltanto a cellule polmonari, etc.
Il citoplasma è la sostanza gelatinosa in cui galleggia la parte più importante cioè il nucleo e regola la traspirazione cellulare, la crescita, lo sgombero dei rifiuti.
L'intera cellula è racchiusa in una sottilissima membrana permeabile che agisce come un filtro molecolare : attraverso essa entrano le sostanze nutritive che saranno distribuite da un minuto sistema di canali; attraverso la membrana i rifiuti sono spinti all'esterno per essere asportati.
Ogni nucleo di cellula umana contiene 46 cromosomi : fanno eccezione l'ovocellula e lo spermatozoo che ne contengono soltanto 23.
Ogni cromosoma contiene i geni che sono sedi dei caratteri ereditari, si ritiene che ogni cromosoma ne contenga migliaia.
Siccome la madre e il padre danno un pari contributo di geni al nascituro, il numero delle possibili combinazioni è sbalorditivo.
I geni passano direttamente dai genitori ai figli e così sono passati da quando l'uomo comparve sulla Terra; perciò in ogni cellula del corpo abbiamo frammenti di materia che discendono in linea diretta dal primo uomo.
Vi sono quattro tipi fondamentali di cellule : le cellule nervose che formano il sistema di comunicazione del corpo; le cellule epiteliali che ad esempio foderano le pareti dell'intestino e formano la pelle che ricopre il corpo; le cellule del tessuto connettivo che hanno una funzione di sostegno dell'organismo; le cellule dei muscoli che servono ai movimenti delle varie parti del corpo.
| Cellula nervosa | Cellula epiteliale |
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| Cellule tessuto connettivo | Cellule muscolari |
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Le cellule assumono una grande varietà di dimensioni e di forme : globulari, lenticolari, allungate.
Alcune sono relativamente grandi : ad esempio una cellula nervosa può avere una "coda" lunga un metro.
Le cellule nervose non possono riprodursi : alla nascita ce ne viene data la quantità che dovrà bastarci per tutta la vita e una volta che una cellula nervosa è distrutta lo è definitivamente.
Le altre cellule solitamente si riproducono per semplice scissione : si restringono al centro e infine si dividono in due cellule "figlie" che sono copie esatte della cellula originaria.
La velocità con cui avviene la riproduzione cellulare varia da un punto all'altro dell'organismo a seconda delle necessità locali.
Si calcola che la metà di tutte le proteine del corpo (principalmente quelle del tessuto muscolare) sia sostituita circa ogni 80 giorni.
Le cellule della pelle vivono dai quattro ai cinque giorni, quindi quelle in superficie vengono eliminate e sostituite da nuove cellule, formatesi negli strati inferiori.
Una delle caratteristiche più affascinanti delle cellule è la loro potenziale immortalità.
Nel 1912 si effettuò un esperimento : si asportò un pezzetto di tessuto del cuore di un pollo; il frammento ricevette somministrazioni periodiche di brodo nutritivo e da esso, ogni tanto, veniva tolto il tessuto in eccesso : le cellule rimasero in vita 34 anni e furono lasciate morire soltanto quando l'esperimento ebbe esaurito il suo scopo.
In genere le cellule hanno due funzioni principali : quella di mantenere in vita sé stesse e quella che riguarda l'organismo di cui fanno parte.
La prima include l'assorbimento delle sostanze nutritive e lo sgombero dei rifiuti; la seconda consiste nella funzione di ogni cellula rispetto alle altre.
Per esempio piccole cellule del pancreas secernono minuscole quantità di insulina, la sostanza che regola l'uso dello zucchero da parte di tutte le altre cellule; le cellule del grasso immagazzinano goccioline d'olio che servono da combustibile per riscaldare il resto del corpo; le cellule dello stomaco fabbricano enzimi che facilitano la digestione delle proteine.
Alcune cellule dimostrano una sorprendente capacità nella difesa dell'organismo dal male, ovvero le cellule del sistema immunitario : i globuli bianchi del sangue normalmente vagano inerti nel flusso sanguigno, ma se ci facciamo un taglio a un dito e i microbi invadono la ferita, i globuli bianchi accorrono e distruggono gli invasori; se l'infezione è estesa i globuli bianchi si riproducono in numero enorme per far fronte al pericolo.
Di regola la scissione cellulare è un processo perfettamente ordinato ma talvolta le cellule sono prese da una selvaggia furia riproduttiva che non si può regolare : è il cancro.
IL DNA
Molti studi si concentrano anche su un composto chimico di delicatissima e straordinaria struttura chiamato DNA, un pratico appellativo per l'acido desossiribonucleico, cioè un acido contenuto nel nucleo delle cellule e nella cui molecola è presente desossiribosio.
Questa molecola unica è la portatrice dell'ereditarietà, anzi è ancor più di questo, il DNA è la vita stessa.
Il DNA ha una vivida memoria che il tempo non offusca : conserva un numero immenso di istruzioni e di progettazioni, che emana nel luogo e nel momento giusto per dare l'avvio alla costruzione di ogni cellula e di ogni struttura dell'organismo, per farle crescere, per sincronizzarne il funzionamento, attimo per attimo, nell'intero periodo della vita loro assegnata.
Il DNA non solo esiste nelle cellule sessuali ma in tutte le cellule viventi di ogni animale e di ogni pianta della Terra.
Il nostro DNA è disseminato per tutto il corpo in migliaia di miliardi di frammenti, corrispondenti al numero delle nostre cellule viventi e in ogni cellula, sia essa nel nostro cuore o nei polmoni o nel fegato, esso porta tutti i nostri dati completi.
I frammenti di DNA di ognuno di noi hanno la stessa composizione chimica, e pressappoco la stessa dimensione e lo stesso aspetto del DNA di un cane o di una mosca o di una muffa o di un filo d'erba.
Eppure il qualche modo il DNA rende ogni cosa vivente diversa dalle altre.
Le istruzioni cifrate delle nostre molecole di DNA sono state scritte scegliendole a caso fra quelle di nostro padre e di nostra madre al momento della fecondazione della cellula uovo da cui siamo nati.
Quella prima cellula conteneva già per intero il nostro io.
Il suo DNA è stato preparato per generare, in base ad un programma prestabilito, il cuore, i polmoni, i reni del nostro organismo, i nostri sei litri di sangue, gli otto metri e mezzo circa del nostro intestino.
Il numero di compiti affidati al DNA varia secondo il tipo di organismo.
Un'ameba che è un organismo unicellulare, deve raggiungere un limitato sviluppo, non deve pensare a nulla e non ha cuore né fegato né polmoni né membra da far funzionare : perciò i suoi DNA hanno poco da fare.
Nell'uomo invece si calcola che il DNA abbia circa 700.000 compiti da svolgere.
Le scoperte sui meccanismi dell'ereditarietà si sono susseguite solo negli ultimi tempi con i nuovi strumenti a disposizione : microscopi elettronici che possono ingrandire una capocchia di spillo come un campo di calcio o con ad esempio certe apparecchiature radiografiche capaci di "vedere" la struttura stessa delle molecole.
La molecola del DNA ha una forma fondamentalmente semplice e consta di due nastri avvolti a spirale intorno ad un unico asse e correnti in senso opposto, collegati ad intervalli regolari da traverse, come in una scala a chiocciola, così essa può accorciarsi o allungarsi, comprimersi ed espandersi, semplicemente avvolgendosi o svolgendosi.
Il dottor G. W. Beadle calcolò che se i nastri all'interno del nucleo d'una singola cellula umana fossero svolti e posti l'uno dopo l'altro, arriverebbero a un metro e mezzo di lunghezza : quale finezza di nastri e quale strettezza di spire, considerando che tutto ciò è ordinatamente disposto in un puntino microscopico!
C'è una logica sorprendente nell'esile e lunga struttura del DNA : ciò gli conferisce la capacità di conservare, come in un nastro magnetico, l'immensa mole di dati che occorrono a tutta una vita.
Un quantità immensa di atomi costituisce la struttura intima della prodigiosa molecola del DNA.
I suoi nastri, costituiti sulla faccia esterna prevalentemente da zuccheri e fosfati, presentano su quella interna delle sporgenze formate da quattro tipi di composti azotati : i gradini della scala a chiocciola.
I composti azotati formano insieme un codice "misterioso".
Perché è la sequenza di queste quattro sporgenze azotate nei nastri del DNA a determinare gli eventi che fanno crescere il corpo, a produrre legno o muscoli, foglie o polmoni, pinne o ali o gambe, secondo i casi, quasi allo stesso modo con cui le minuscole incisioni elettroniche sul nastro magnetico o un DVD producono, secondo l'ordine in cui si susseguono, i suoni della musica.
Il dottor Beadle disse che se fossero tradotte a parole le istruzioni in cifre del DNA di una sola cellula umana riempirebbero una enciclopedia di mille volumi!
La chiave di ogni problema biologico deve alla fine essere ricercata nella cellula perché ogni organismo vivente è, o è stato un tempo, una cellula.
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