Cell Size and Scale - Ordine di Grandezza Di Una Cellula

Cari ragazzi e cari lettori, riporto dal sito del Genetic Science Learning, University of Utah, che consulto spesso per la sua validità, un’ eccellente animazione che mostra un modello in scala della cellula comprese alcune sue  strutture citoplasmatiche e nucleiche, confrontate sia con “oggetti”, che in rapporto sono dei “giganti”, sia con altri "oggetti" che, sempre rapportati alle strutture cellulari, risultano essere invece dei “lillipuziani”.

Il  range apprezzato dall'applet va dalle dimensioni di un chicco di caffè, ordine di grandezza pari a 12 x 8 mm,  a quelle dell’atomo di carbonio, 340 pm (picometri). Il picometro  corrisponde a 10^-12 m, ovvero a un millesimo di miliardesimo di  metro!

Seguono le note di accompagnamento all’applet, da me tradotte e sintetizzate liberamente.

Alcune cellule sono visibili ad occhio nudo.  Gli oggetti più piccoli che l'occhio umano può vedere  hanno  circa 0,1 mm di lunghezza. Ciò significa che, nelle condizioni giuste, esso potrebbe essere in grado di vedere un proteus ameoba, un uovo umano, e un paramecio, senza  bisogno di ingrandimento.

Celle più piccole sono invece facilmente visibili con un microscopio ottico, che rende possibile anche  la visione di alcune strutture cellulari, come nucleo, mitocondri e cloroplasti. Il microscopio ottico utilizza un sistema di lenti per ingrandire l'immagine. La sua potenza è limitata dalla lunghezza d'onda della luce visibile, che è di circa 500 nm (Nanometri. Il nanometro è pari a un miliardesimo del metro). I microscopi  ottici più potenti sono in grado di risolvere i batteri, ma non i virus.

Per vedere qualcosa di più piccolo di 500 nm,  bisogna ricorrere a un microscopio elettronico, che “spara” un fascio di elettroni ad alta tensione su, o attraverso, un oggetto, che devia e assorbe alcuni degli elettroni. La risoluzione è ancora limitata dalla lunghezza d'onda del fascio di elettroni, ma questa lunghezza d'onda è molto inferiore a quella della luce visibile. I più potenti microscopi elettronici sono in grado di risolvere le molecole e persino atomi singoli.

Il cromosoma X (7 micrometri o micron. Il micron è pari a un milionesimo del metro) è mostrato nell’applet in uno stato condensato, come apparirebbe in una cellula, durante il processo di mitosi. E' stato anche duplicato, quindi ci sono in realtà due copie identiche incollate nei loro centri.

Un cromosoma è costituito da materiale genetico (un lungo pezzo di DNA) avvolto attorno a strutture proteiche di sostegno (istoni), che  organizzano il DNA impedendogli di aggrovigliarsi, un po’ come succede ad un filo avvolto intorno ad un rocchetto.
 
Nell’applet  si vede anche un nucleotide (1330 X 760 pm), etichettato con “adenina”. In realtà, invece che con adenina (una  delle  4 basi azotate del DNA, insieme a timina, citosina e guanina), sarebbe stato più corretto  etichettare il nucleotide con monofosfato deossiadenosina, in quanto  esso comprende anche il desossiribosio e un gruppo fosfato, in aggiunta alla base azotata. Tuttavia, la più familiare etichetta “Adenina”  rende più facile alle persone il riconoscerla  come uno dei mattoni del DNA.

La grandezza dell’atomo del carbonio, infine, si basa sul suo raggio di van der Waals.

Per utilizzare l'applet, fate scorrere lo slider (la barra orizzontale alla base dell'animazione, che potete vedere nello screenshot) da sinistra verso destra, fino ad arrivare a visualizzare l'atomo del carbonio.

Cell Size and Scale via kwout