Insulina, organelli non delimitati da membrana segnalazione neuronale

Lezione 8: insulina (esempio di modificazione post-traduzionale e secrezione tramite vescicole)

Piccola proteina che ha 2 catene polipeptidiche. 51 AA. Struttura globulare, una specie di pallina, quindi molto compatta. Nella struttura primaria invece è piatta, molto semplice. Struttura che si produce come singolo peptide, poi subisce modificazione post-traduzionale per diventare una proteina più piccola e composta da 2 elementi. Come?

Nel momento in cui viene assunto del cibo ricco di carboidrati, il livello di insulina nel sangue cresce al fine di:

• Far utilizzare lo zucchero per mantenere il metabolismo basale degli organi.
• Immagazzinarlo nel fegato sotto forma di glicogeno.
• Trasformarlo in acidi grassi, le molecole base da cui origineranno i grassi che andranno a costituire l'adipe sottocutaneo.

In sintesi, l'effetto dell'Insulina sull'uomo e sui suoi tessuti è quello di abbassare il livello del glucosio nel sangue. L'Insulina lavora per aiutare le cellule nell'utilizzo del glucosio facilitando l'accesso dello stesso all'interno delle cellule bersaglio, ad esempio le cellule muscolari, le cellule epatiche, le cellule adipose.

Gli individui affetti da Diabete, sia esso di tipo 1 (assenza totale della produzione di Insulina) o di tipo 2 (alterata produzione di insulina, ridotta efficacia, insulino-resistenza), presentano problemi correlati all'impossibilità di controllare il livello di zuccheri nel sangue e nei tessuti.

Produzione della pre-pro-insulina

Inizialmente l'insulina viene prodotta come peptide costituito da 110 AA = PRE-PRO-INSULINA, prodotta nel RER. A livello dell'apparato del Golgi avviene la modificazione post-traduzionale, che si realizza così:

• Peptide segnale. Si toglie un pezzo della proteina. È rappresentato da pochi AA che si trovano nella parte N-terminale della proteina che segnala alla proteina che non deve rimanere nel citosol ma andare nel reticolo.
• Quando la proteina è nel reticolo la sequenza segnale non serve, quindi viene tagliata, più perché deve seguire per forza il percorso vescicola, Golgi, vescicola, membrana. Si toglie anche un altro pezzo della proteina = peptide c, ad opera delle proteasi. Si formano i ponti disolfuro che trattengono i pezzetti che sono rimasti, cioè la catena A e catena B. Abbiamo ora la PRO-INSULINA (nel Golgi).
• Quando viene secreta diventa INSULINA.

Lisosomi: demolizione

La cellula deve anche eliminare il materiale. In essi ci sono enzimi idrolitici che rompono i legami covalenti, quindi degradano proteine, acidi nucleici, grassi...

Struttura: sacca chiusa, limitata da una membrana.

Capacità di far entrare nelle vescicole il materiale che deve essere digerito perché all'interno del lisosoma c'è un ambiente molto acido. La nostra cellula non riuscirebbe a tollerare un ambiente acido nel citosol. Il pH all'interno dei lisosomi è intorno a 5. In alcune malattie ereditarie chiamate malattie da immagazzinamento (tesaurismosi) è coinvolto il metabolismo dei lisosomi.

Non serve per far portare fuori molecole, ma per fondere le sue membrana con vescicole che contengono gli elementi che devono essere distrutti.

Servono anche per aiutare l'organismo a liberarsi dagli intrusi, soprattutto batteri, tramite fagocitosi.

Perossisomi

Evita che le nostre cellule si ossidino. Ci sono radicali liberi che ossidano le molecole e ciò potrebbe portare ad un'alterazione funzionale delle nostre macromolecole.

Specialmente elemento che disturba è la formazione del perossido di idrogeno (acqua ossigenata). Se le forme reattive all'O2 si accumulassero alla cellula le farebbero perdere la sua funzionalità, quindi la cellula invecchierebbe troppo presto e dovrebbe essere quindi eliminata. La vitamina E ha la funzione di eliminare i radicali liberi.

Forma il perossido di idrogeno quindi lo sottrae dall'ambiente cellulare in modo che non sia dannoso.

Mitocondri

Sono le centraline energetiche delle cellule: producono l'ATP (adenosina tri-fosfato), che