Gli Eucarioti: caratteristiche generali

1) Etimologia: il termine letteralmente significa "vero nucleo" (dal greco eu:prima e kàryon:nucleo) cioè con materiale genetico circondato da membrana nucleare

 2) Materiale genetico: formato da diversi cromosomi. Ogni cromosoma a sua volta è formato da DNA ritenuto lineare e da proteine chiamate istoni che insieme formano le subunità  fondamentali della cromatina: i nucleosomi.

Nucleosoma: quelli indicati con H sono gli istoni
ADN=DNA cioè acido deossiribonucleico

3) Organismi comparsi sulla Terra: circa 1,8 miliardi di anni fa (l'effettiva datazione è controversa). Si ricorda in ogni caso che gli eucarioti nascono dopo il rialzo della concentrazione dell'ossigeno nell'atmosfera datata intorno ai 2,2 miliari di anni fa. La cellula eucariotica deve essersi evoluta dopo tale evento.

La teoria comunemente accettata sulla nascita degli eucarioti è quella dell'endosimbiosi  di cui parleremo a fine post.


4) Possono essere unicellulari e pluricellulari

5) Dimensioni: qualche  decina di micrometri

6) con  organuli e compartimenti: In pratica la cellula è separata in zone. Tale compartimentazione permette di separare le diverse attività cellulari. Se tutto ciò che serve per una certa reazione si trova all'interno di un certo compartimento le reazioni avverranno con una velocità di reazione maggiore e quindi in modo più efficiente. La compartimentazione inoltre consente di non lasciare liberi enzimi come quelli digestivi in grado di distruggere componenti cellulari. Tali  enzimi, se non confinati,  potrebbero risultare pericolosi. 

7) Non tutti hanno una parete  che è presente in piante, alghe e funghi con caratteristiche diverse a seconda degli organismi.

Teoria dell'endosimbiosi (endobiosi o endosimbiontica)

Fu Lynn Margulius nel 1981 nel libro "Symbiosis in Cell  Evolution"  a sostenere la predetta teoria, oggi condivisa da molti scienziati.

Secondo tale teoria un organismo  procariotico avrebbe ospitato al suo interno un organismo aerobio più piccolo che, con il passare del tempo, si sarebbe trasformato in un organulo cellulare specializzato a produrre energia: il mitocondrio.

Tale teoria si basa sulle seguenti prove:

a) la presenza di DNA ad anello all'interno dei mitocondri, senza istoni e     nucleosomi

b) la presenza di ribosomi simili ai procarioti 

c) la capacità di trascrizione e sintesi proteica autonoma anche se il loro DNA è scarso

d) i processi di sintesi proteica sono sensibili agli stessi antibiotici dei batteri

e) hanno le stesse dimensioni dei procarioti

f) si riproducono per scissione binaria, come i batteri

g) hanno una doppia membrana la più interna delle quali richiama la composizione della membrana batterica 

h) hanno alcune differenze nel codice genetico che si riscontrano anche in alcuni batteri ed archeobatteri

  Molti dubbi esistono sulla natura della cellula ospite in grado di fagocitare il procariote aerobio: secondo Margulius essa fu presumibilmente un archeobatterio privo di parete. Anche il procariote simbionte sarebbe stato un archeobatterio, almeno secondo uno studio pubblicato su "Nature" del 9 settembre 2004 di Jim Lake e Maria Rivera (Università della California di Los Angeles), articolo ripreso da "Le Scienze" del 13 settembre dello stesso anno.

I cloroplasti avrebbero avuto un origine analoga. Anzi, avendo DNA più abbondante, sono meno dipendenti dal DNA nucleare.  Nel caso dei cloroplasti  gli organismi penetrati all'interno di una cellula più grande sarebbero stati antichi cianobatteri. Tale colonizzazione sarebbe stata più recente rispetto agli organuli mitocondriali  e sarebbe avvenuta intorno ai 1,6 miliardi di anni fa (Le Scienze 18 febbraio 2012).

  

Come si osserva nella seguente animazione, prima della endosimbiosi, ci sarebbe stata la formazione del nucleo e di altre compartimentazioni (in particolare del reticolo endoplasmatico, che vedremo in seguito) per introflessione della membrana nucleare

animazione nascita eucarioti e della cellula vegetale