Le vescicole sono parti delle cellule che servono una varietà di funzioni diverse. Le funzioni delle vescicole sono organuli, e i piccoli sacchetti chiusi che le compongono possono trasportare e immagazzinare sostanze all’interno di una cellula da una cellula all’altra. Hanno un bilayer lipidico, che separa il contenuto della vescicola dal resto della cellula, dal citoplasma e dal suo contenuto.
Le vescicole possono contenere molti composti diversi, in forma liquida o gassosa. Alcune delle funzioni delle vescicole includono la secrezione di ormoni, la degradazione di parti di cellule usurate e la regolazione del galleggiamento.
Le vescicole si trovano in diversi tipi di cellule, come gli archei, i batteri e le cellule vegetali e animali. Le vescicole che si trovano in queste diverse cellule hanno funzioni diverse, e una cellula può avere vari tipi di vescicole, che hanno ruoli diversi.
Alcune delle diverse forme di vescicole che le cellule animali e vegetali possono avere includono vacuoli, vescicole di trasporto, lisosomi e vescicole secretorie.
Vacuoli
Pressoché ogni cellula di una pianta ha dei vacuoli, e i vacuoli si trovano anche in funghi e protisti. I vacuoli possono contenere proteine, enzimi, aminoacidi, ioni e zuccheri. I vacuoli sono anche importanti per la gestione dei prodotti di scarto. I prodotti di scarto sono racchiusi dal vacuolo e digeriti, scomposti nelle loro parti costitutive in modo da poter essere riciclati. La membrana che costituisce lo strato esterno del vacuolo è chiamata tonoplasto ed è importante per aiutare la pianta a mantenere la pressione di turgore. La pressione di turgore è fondamentale per le piante, poiché senza di essa la pianta non può mantenere il suo portamento.
Il tonoplasto assiste anche nella regolazione delle concentrazioni di ioni nel citoplasma, quindi aiuta a modificare il pH della cellula. Il vacuolo ha bisogno di un pH basso per attivare gli enzimi che degradano i prodotti di scarto. Finché i prodotti di scarto non vengono degradati, possono danneggiare il resto della cellula, quindi il vacuolo protegge le altre parti della cellula dai danni. Il numero di vacuoli che si trovano all’interno della cellula, così come le dimensioni dei vacuoli, variano a seconda delle necessità della cellula. I vacuoli animali sono spesso più numerosi, poiché svolgono un ruolo nell’endocitosi e nell’esocitosi, i movimenti più grandi della cellula.
I vacuoli contrattili sono sottotipi di vacuoli che aiutano a regolare la quantità di acqua e di ioni all’interno della cellula. Questo è particolarmente vero per le cellule che mancano di una parete cellulare.
Vescicole di trasporto
Le vescicole sono parte integrante del trasporto di materiali. Le vescicole spesso trasportano cose da una parte all’altra della cellula, e questo viene chiamato trasporto intracellulare. Per esempio, mentre le proteine sono create dal reticolo endoplasmatico, sono raccolte da vescicole e si muovono verso il corpo di Golgi o apparato di Golgi. Quando le vescicole di trasporto hanno raggiunto l’interno della rete del Golgi, le proteine che le vescicole trasportano vengono modificate e inviate alle regioni della cellula in cui sono necessarie. La loro destinazione è determinata in base alle sequenze di aminoacidi.
Alcuni enzimi sono portati al lisosoma, mentre le altre vescicole finiscono per fondersi con la membrana plasmatica e consegnare le proteine alla membrana. Le vescicole di trasporto sono anche coinvolte nel trasporto di parti lipidiche idrofobiche attraverso il citoplasma.
Vescicole secretorie
Le vescicole secretorie vengono create all’interno dell’apparato di Golgi. Queste vescicole secretorie trasportano composti che devono essere secreti, come i carboidrati e le proteine di cui è fatta la matrice extracellulare. Questo vale anche per gli ormoni, gli enzimi, i cofattori e i peptidi che hanno effetti nell’ambiente esterno alla cellula. Per esempio, le cellule dei fibroblasti rilasciano collageni e glicoproteine che sono usati dalle cellule per costruire la matrice extracellulare. Nel frattempo, le cellule della cartilagine secernono proteoglicani e glicosaminoglicani, mentre le cellule delle ossa secernono proteine della matrice e minerali.
Lisosomi
I lisosomi sono piccoli organelli che si trovano nelle cellule degli animali. I lisosomi contengono enzimi digestivi che possono fondersi con altre strutture e con la membrana. Le vescicole funzionano come organelli digestivi. Negli organismi unicellulari, i lisosomi sono in grado di fondersi con i vacuoli alimentari. Le vescicole endocitiche, che contengono agenti patogeni che sono stati isolati dal sistema immunitario, sono anche capaci di fondersi con i lisosomi.
I lisosomi hanno una grande varietà di enzimi al loro interno, che possono scomporre molte macromolecole diverse. Funzionano quando il pH del lisosoma è più basso di quello del citoplasma e possono idrolizzare lipidi, glucidi, proteine e acidi nucleici. Il lisosoma ha anche un meccanismo che si protegge dai suoi stessi enzimi degradanti. Le proteine del lisosoma sono glicosilate – hanno diverse molecole di zucchero che contrastano gli effetti dei potenti enzimi digestivi. Se un lisosoma si rompe accidentalmente, il pH neutro del citoplasma contrasta gli enzimi e impedisce che si verifichino danni ad altri organelli.
I lisosomi sono anche coinvolti in un meccanismo di difesa cellulare chiamato fagocitosi. Nella fagocitosi, un agente patogeno viene notato e messo in quarantena (inghiottito) da un dispositivo chiamato fagosoma. Il fagosoma si fonderà poi con i lisosomi e gli enzimi del lisosoma distruggeranno il microbo potenzialmente dannoso. I fagociti chiamati macrofagi fanno parte del sistema immunitario del corpo e possono catturare e digerire vari composti dannosi come agenti patogeni, cellule cancerose e detriti di cellule morte. I fagociti sono una forma di globuli bianchi.
Vescicole extracellulari
Le vescicole extracellulari sono vescicole che possono essere trovate al di fuori dei sistemi cellulari regolari negli eucarioti, galleggiando all’interno del fluido extracellulare. Le vescicole extracellulari si trovano all’interno del fluido perché sono usate per segnalare tra le cellule. Hanno anche grandi biopolimeri e talvolta materiale genetico. Sono anche usate in alcuni aspetti dello sviluppo cellulare, regolando la crescita cellulare e la morte e la rottura delle cellule (apoptosi).
Per riassumere
I lisosomi scompongono le sostanze all’interno delle cellule e aiutano ad eliminare le sostanze nocive o gli agenti patogeni. I vacuoli sono responsabili del mantenimento della pressione di turgore nelle cellule vegetali e dell’isolamento dei materiali nocivi dal resto della cellula. Le vescicole di trasporto sono quelle che spostano i materiali e i composti necessari da una parte all’altra della cellula. Le vescicole secretorie sono vescicole che contengono materiale che deve essere espulso dalla cellula, sia che si tratti di ormoni o enzimi da usare in altre parti del corpo o di prodotti di scarto.