La stupefacente complessità della cellula vivente

Da restare sorpresi e forse sbalorditi: questa la conclusione che si potrebbe trarre dopo aver analizzato anche solo superficialmente la struttura e le funzioni di una cellula vivente. Si ha presente una fabbrica, in cui vi è una dirigenza, uffici amministrativi, macchinari, operai e impiegati, reparto acquisizioni, reparto assembramento, reparto stoccaggio, reparto riciclaggio e smaltimento, reparto spedizione…? Ebbene nel suo piccolo la cellula è questo e molto altro.

Essa costituisce un sistema estremamente complesso ed organizzato che tra le altre cose ha come scopo quello di produrre composti chimici che servono per costruire strutture e ‘macchinari’, anche quelle interni alla cellula stessa o necessari ad altre cellule che hanno funzioni e scopi diversi, e per far ciò utilizza energia, ad esempio ottenuta dal sole, con la fotosintesi, o da molecole organiche complesse scindendole. Inoltre essa si attiva anche per riprodursi e mantiene un continuo contatto con le altre cellule simili o differenti in modo da cooperare per costruire e far funzionare qualcosa di più grande quale un organo o ancora di più grande e complesso quale l’organismo a cui appartengono.

Essenzialmente essa è composta dalle seguenti parti:

1) la membrana cellulare: è l’involucro che racchiude la cellula, come fanno le mura perimetrali di una fabbrica. Essa è molto sofisticata perché deve permettere una entrata e una uscita selettiva di sostanze

2) il citoplasma: è composto da una parte fluida (il citosol), che contiene corpi strutturati quali i ribosomi e altri ‘organuli’ (così chiamati perché si possono considerare come piccoli organi dell’organismo-cellula), una parte solida (il citoscheletro), che contiene microtubuli e filamenti che come le mura interne della fabbrica tengono ‘su’ la cellula e suddividono il suo spazio interno dando sostegno agli organuli, e infine delle cavità provviste di membrana (i vacuoli) piccoli ‘otri’ con dentro acqua e soluti.

3) il nucleo: è la parte ‘direttiva’ della cellula, il suo cervello. Esso è un grosso corpuscolo circondato da una membrana con pori attraverso i quali può avvenire il passaggio di sostanze tra di esso e il citoplasma. Contiene gli acidi nucleici (DNA e RNA) con l’informazione genetica e quella necessaria a costruire proteine e a regolare le funzioni della cellula stessa, e il nucleolo in cui vengono assemblati piccoli organuli, i ribosomi.

4) i ribosomi: sono sofisticati apparati dove vengono uniti fra loro gli amminoacidi per costruire le proteine, essi sono costituiti per 2/3 di RNA e per 1/3 di proteine. Sono i ‘chimici’ della fabbrica, quelli che ‘creano’ le innumerevoli macromolecole, dette proteine, complessissime anche nel loro sviluppo tridimensionale, a partire da composti organici più semplici (cioè dagli amminoacidi, che sono essenzialmente solo 20 basi organiche, che costituiscono perciò i mattoni fondamentali di cui sono fatti tutti gli esseri viventi). Il lavoro di questi organuli, di questi ‘piccoli chimici’, è così complesso e sofisticato, nell’assemblare proteine e altre sostanze, che molte di queste non si sanno costruire nei pur ultratecnologici laboratori ‘umani’ e quindi vengono ottenute solo tramite la loro sintesi dentro le cellule..

5) il reticolo endoplasmatico: è un sistema di membrane, di due tipi, ‘rugosa’ e ‘liscia’, che costituiscono cavità, tubuli e canali connessi tra di loro. E’ come un sistema di collegamenti, strade, passaggi, muri che costituiscono l’interno della fabbrica. Il reticolo rugoso contiene i ribosomi, che costruiscono come già detto le proteine. Se queste ultime servono all’interno della cellula esse vengono costruite da ribosomi che sono liberi nel citosol, se invece queste servono all’esterno esse vengono strutturate dai ribosomi interni a questo reticolo e appena complete escono stipate in vescicole e spedite verso l’apparato di Golgi. Il reticolo liscio invece sintetizza le sostanze necessarie alla costruzione di tutte le membrane necessarie alla cellula e, funzione importantissima, trasforma certe sostanze dannose per l’organismo in composti non tossici.

6) l’apparato di Golgi: è il reparto di elaborazione, imballaggio e distribuzione della ‘fabbrica’. Costituito da ‘sacchi’ appiattiti detti ‘cisterne’. Riceve le vescicole dal reticolo liscio, ne rielabora i contenuti e ingloba i prodotti finali in vescicole di trasporto ‘etichettandole’ per inviarle verso altre parti della cellula o verso l’esterno di essa: insomma alla fine di una ulteriore rielaborazione dei prodotti, li imballa e li spedisce! Uno dei problemi che riguardano il processo che avviene in tale apparato è come facciano le diverse vescicole di trasporto a ‘sapere’ dove andare. L’efficienza e la velocità del processo indica che esiste un sofisticato meccanismo di assegnazione e smistamento che non è stato ancora compreso.

7) i lisosomi: sono gli smaltitori e riciclatori della ‘fabbrica’. Sono vescicole che provengono dall’aparato di Gogli e contengono enzimi che servono per reazioni di idrolisi, cioè servono alla demolizione di molecole complesse (proteine, polisaccaridi e lipidi) non più utili, in molecole più semplici che possono essere riutilizzate, o anche come ‘digeritori’ dei batteri, forniti dai globuli bianchi che difendono l’organismo dalle infezioni

8) i cloroplasti: sono le cellule solari presenti nelle piante a sintesi clorofilliana, trasformano l’energia luminosa del sole in energia chimica immagazzinata in energia di legame in grosse molecole organiche che una volta scisse forniranno energia riutilizzabile dalla cellula.

9) i mitocondri: sono le prese d’aria e i depuratori della ‘fabbrica’, fanno ‘respirare’ la cellula convogliando ossigeno che serve per ‘demolire’ molecole organiche energetiche e ricavare così energia da mettere a disposizione alla cellula per farla funzionare.

10) e molto altro ancora...

Visto il funzionamento della cellula nel suo insieme, come fosse un piccolo organismo, si può notare che è come se ognuno dei suoi numerosi componenti sapesse bene cosa fare e come farlo, cooperando in perfetta sincronia con gli altri ‘pezzi’. Ma a questo punto allora mi chiedo: 'chi' ha insegnato ad ogni organulo come comportarsi?  In che modo esso ‘comunica’ con le altre parti della cellula? Una risposta che è stata data è che lo fa tramite mediatori chimici. Sarà pure, ma nasce un problema: ogni eventuale mediatore infatti  contiene un’informazione costituita da un codice che deve essere interpretato.. e 'chi' ha insegnato alle diverse componenti, a quelle che generano l’informazione e a quelle che la ricevono, a tradurre, e quindi a interpretare questo codice?

Insomma, oltre a queste domande che sembrano essere senza risposta, considerato che il comportamento di tutte le singole parti è cooperativo, la complessità irriducibile del sistema salta agli occhi. 

A mio avviso, è come se esistessero delle metaleggi e delle metastrutture, che ancora non sono state rivelate, che vengono ‘sentite’ e che operano solo ad un certo livello di complessità; esse regolerebbero il funzionamento del tutto per rendere coerente e tendente ad uno scopo il comportamento di ogni singolo componente. Il problema è che queste supposte superleggi e superstrutture, ammesso che esistano, nessuno le ha finora cercate, forse perchè anche il solo fare l'ipotesi della loro esistenza sarebbe un oltraggio all'assioma naturalista che nega il finalismo  e che ammette come unica spiegazione nella formazione e il funzionamento di tali strutture, così meravigliosamente e armoniosamente complesse e raffinate, il caso e la selezione naturale?

(fine prima parte)

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Note e crediti

Nel comporre il post ho tratto del materiale anche e soprattutto dai seguenti due testi:

- Helena Curtis – Invito alla biologia – Zanichelli 2006

- Reinhard Junker – Evoluzione, un trattato critico – Gribaudi 2007