Appunti Biologia generale

Citoscheletro

Il trasporto delle vescicole, il posizionamento degli organuli e il movimento della cellula sono possibili grazie al citoscheletro: tiene in piedi la cellula grazie a tubuli o filamenti che si organizzano dinamicamente come polimeri proteici.

• Tubuli: all’interno hanno cavità, tipo perle organizzate in modo spiraliforme.
• Filamenti: strutture costituite da catene proteiche che si ritorcono su di loro come gomitoli.

È molto dinamico anche in cellule che mantengono la loro forma costante. Se il citoscheletro non si organizza bene perché, ad esempio, è intossicato, può portare anche alla morte della cellula.

Funzioni citoscheletro

• Strutturale (struttura cellula e posizione e organuli).
• Movimento all’interno della cellula (vescicole).
• Movimento della cellula.

Divisi in:

Microtubuli

Dei polimeri di questo dimero di alfa e beta tubulina che vanno a polimerizzare agganciandosi testa-coda tra di loro, ma descrivendo una sorta di struttura elicoidale che si mette a delimitare un lume.

• Polimeri di alfa-tubulina e beta-tubulina: dimeri formati da questi due che poi si agganciano ad altri dimeri.
• Hanno un orientamento: c’è una polimerizzazione dinamica. L’aggancio avviene sempre ad una estremità, detta plus (più), e si staccano solo da quella meno, ha quindi una direzione di crescita.
• A seconda delle velocità di attacco/stacco il microtubulo cresce/si accorcia.
• Estremità più (vicino al nucleo), zona di montaggio dei microtubuli nella cellula vegetale è semplicemente una zona vicino al nucleo dove ci sono tanti dimeri e tutto quello che serve per fare la polimerizzazione.
• Si organizzano in modo tridimensionale vicino al nucleo (centrosoma) verso la periferia, impalcatura fitta, si polimerizzano partendo dal nucleo in tutte le direzioni periferiche della cellula.
• Sono cavi (c’è il lume) e diametro esterno 25 nm.

Funzioni

1) Sistema di trasporto di organuli e vescicole.

• Le vescicole non si spostano passando nella cavità ma agganciandosi a una proteina, la chinesina, essa da un lato lega la vescicola, dall’altro ha due piedini che camminano sul microtubulo.
• Si polimerizzano partendo dal nucleo in tutte le direzioni periferiche della cellula, le vescicole vengono trasportate o avanti o dietro (la chinesina va anche nel lato opposto).

2) Ancoraggio organuli.

3) Divisione cellulare (fuso mitotico): durante la mitosi i due centrioli si spostano dalla loro posizione nel centro e si localizzano ai due poli opposti e organizzano microtubuli (fuso mitotico) che serviranno alla suddivisione del materiale genetico nelle due parti della cellula.

4) Movimento della cellula (cilia vibratili e flagelli).

Il flagello, movimenti a frusta, negli eucarioti unicellulari flagellati consente il movimento in un mezzo acquoso. Es: spermatozoo.

Le cilia muovendosi riescono a creare dei flussi (nella solita direzione), per esempio le ciglia vibratili che si trovano nelle tube ovariche, nelle tube di Falloppio o a livello della trachea, dove abbiamo cellule ciliate che vibrano in modo tale da spostare verso l’alto il muco che viene secreto nella trachea, che serve a intrappolare il particolato.

Dinamismo dei microtubuli e dei microfilamenti

Il dinamismo dei microtubuli e dei microfilamenti viene descritto secondo due proprietà importanti (domanda d’esame):

• Treadmilling: l’attacco di dimeri all’estremità + e il loro distacco all’estremità − permette la traslazione delle unità, la traslocazione delle proteine.
• Instabilità dinamica: il microtubulo può essere “montato” e “smontato” dinamicamente; nel citoplasma abbiamo sempre delle unità libere per andare a montare microtubulo, ma facilmente posso anche smontarlo. Il microtubulo è caratterizzato proprio da questa instabilità, ma non perché non riesce a rimanere stabile, ma perché, a seconda dei segnali che ci sono nella cellula, può essere sia montato, che smontato.

Nella cellula animale invece in prossimità del nucleo c’è una stazione di montaggio, centrosoma, dei microtubuli che poi si dirigono in periferia.

Al livello del centrosoma si trovano i centrioli, una coppia di centrioli (uno viene dall’uovo e uno dallo spermatozoo) disposti tra di loro in modo perpendicolare; una cellula animale non può svolgere le sue funzioni senza centrioli perché sono l’elemento base di questa stazione di montaggio.

I centrioli

• Punto di pre-assemblamento di microtubuli.
• Sono delle unità di 9 triplette di microtubuli che si distribuiscono attorno a una sorta di centro, legate tra loro da proteine, fibre. Ogni tripletta è fatta da 1 microtubulo completo, quindi con le 13 unità, e due centrali che si agganciano al centriolo adiacente (risparmiando questo pezzo del cerchio). Questo tipo di aggancio che caratterizza la tripletta, rende la tripletta molto stabile perché ciascun elemento ha delle parti in condivisione con quello adiacente.

Microfilamenti

2 filamenti proteici di F-actina (polimeri di G-actina) ritorti, di perle che si intrecciano a 2 a 2 (stabili); distribuiti soprattutto nella cortex, nella parte interna della membrana, subito al di sotto della membrana, la parte subcorticale.

• Fatti di actina, presente sotto forma globulare ma va a costituire actina filamentosa quando si aggregano e danno fasci.
• Anche questi si polimerizzano e depolimerizzano continuamente in modo dinamico solo da determinate estremità.
• Diametro 6 nm.
• No cavità.
• Si organizzano in modo da costruire sorte di pedicelli (zampette) che protrudono la cellula per un movimento ameboide, si formano pseudopodi. Il movimento è dato dalla continua polimerizzazione e depolimerizzazione e grazie a proteine di adesione.

Funzioni

• Strutturale, mantengono ad esempio i microvilli in posizione. Microvilli chiamati anche stereocilia o cilia immobili perché sono fermi e alcuni organismi li hanno più o meno lunghi. Inoltre strutturale nella cortex, nelle giunzioni.
• Movimento della cellula (ameboide).
• Adesione al substrato e altre cellule.
• Divisione cellulare (citodieresi con la miosina).
• Contrazione muscolare (con miosina).

Come per i microtubuli, anche per i microfilamenti treadmilling e instabilità dinamica.

Filamenti intermedi

Solo nelle cellule animali (non hanno parete e hanno bisogno di più stabilità) di organismi pluricellulari; polimeri fatti di proteine specifiche per tipo cellulare e di tessuto; più filamenti ritorti a dare fibre.

• Si organizzano in modo tridimensionale e sono molto resistenti.
• Es: neurofilamenti nei neuroni (cellule specializzate): stabilizzano e impediscono lo spostamento del prolungamento presente nei neuroni.
• Vicino alla membrana ma creano delle reti che si sviluppano verso l’interno, agganciando anche tutti gli organuli e i microfilamenti e microtubuli.
• Molto resistenti, ogni cellula sintetizza i propri filamenti, es: cellula della pelle e capelli la cheratina.
• Diametro 7-11 nm “intermedi”.

Funzioni

• Ruolo di ancore per gli organuli, per tenere stabile la loro posizione.
• Strutturale, fatti da più unità ritorte che si associano tra di loro a dare fibre resistenti alla trazione (es neurofilamenti).

Giunzioni cellulari

Le cellule a seconda del tessuto a cui appartengono si associano tra di loro, si agganciano tra di loro anche se rimane un po’ di matrice.

Si agganciano attraverso microfilamenti di actina o filamenti intermedi grazie a proteine di membrana.

Giunzione ancorante

• Sempre presente come giunzione tra cellula e substrato.
• Stabilizza l’aggancio di una cellula con la matrice esterna o con un’altra cellula mantenendo lo spazio tra le 2 cellule.