Struttura e funzioni della cellula eucariote: un viaggio tra organelli e membrane

LA CELLULA EUCARIOTE

Caratteristiche degli eucarioti:

Caratteristiche principali degli eucarioti

Presenza di un “vero nucleo”, circondato da membrana

Presenza di un citoscheletro

Presenza di organelli sospesi nel citosol e rivestiti da un sistema di endomembrane.

(Nucleo, RE, complesso del Golgi, lisosomi e altre vescicole. A questi vanno aggiunti mitocondri/cloroplasti che svolgono le loro attività in modo indipendente.)

Funzioni delle membrane:

Funzioni delle membrane cellulari

Fanno sì che alcune attività cellulari siano svolte in regioni cellulari specifiche, garantendo una maggiore velocità di reazione;

Tengono separati composti reattivi che potrebbero danneggiare la cellula;

Permette che possano avvenire insieme reazioni differenti;

Grazie alla presenza di enzimi agiscono come siti di reazioni chimiche

Permettono di immagazzinare energia grazie alla formazione di un gradiente elettrochimico che immagazzinano l’energia sotto forma di energia potenziale.

IL NUCLEO CELLULARE

Struttura e ruolo del nucleo

Con un diametro di circa 5 micrometri , occupa perlopiù la parte centrale della cellula. Esso contiene il Dna, sede dell’informazione genetica.

L’involucro nucleare è costituito da due membrane concentriche( in continuità con le membrane del RE) che si fondono ad intervalli formando i pori nucleari. I pori, costituiti da complessi proteici, controllano il passaggio del materiale dal nucleoplasma al citoplasma e viceversa.

Il rivestimento interno dell’involucro nucleare, la lamina nucleare, costituita da una rete di filamenti proteici, sostiene la membrana nucleare interna, favorisce l’organizzazione del contenuto nucleare, svolge un ruolo importante nella duplicazione del DNA e nella regolazione del ciclo cellulare, controlla la sintesi proteica.

Cromatina e cromosomi

DNA+RNA+ proteine= CROMATINA. La forma condensata della cromatina prende il nome di etero cromatina, quella diffusa di eucromatina. La componente attiva del DNA è nell’eucromatina.

Quando la cellula non è in fase di divisione , la cromatina si presenta sotto forma di organuli e filamenti, mentre durante la divisione si compatta in strutture dette CROMOSOMI.

Funzione dei nucleoli

La maggior parte dei nuclei contiene una o più strutture compatte chiamate NUCLEOLI. Ciascuno di questi contiene un organizzatore nucleolare , costituito dalle regioni cromosomiche che contengono le istruzioni per sintetizzare i diversi tipi di RNA che costituiscono i ribosomi. Le proteine necessarie vengono importate dal citoplasma e assemblate con l’RNA in ribosomi che escono dai pori nucleari.

I RIBOSOMI

Ribosomi: fabbriche di polipeptidi

Si trovano liberi nel citoplasma o attaccati a membrane. Sono costituiti di RNA e proteine e sono sintetizzati nel nucleolo. Sono formati da una sub unità maggiore e da una sub unità minore che , quando si assemblano, funzionano come fabbriche di polipeptidi. I ribosomi infatti contengono l’enzima responsabile della formazione dei legami peptidici.

IL RETICOLO ENDOPLASMATICO

Reticolo endoplasmatico liscio e rugoso

Rete di strutture a forma tubuli e sacche appiattite circondate da membrane . La parte interna denominata lume e dà origine ad un unico compartimento interno in diretta comunicazione con lo spazio compreso fra le membrane nucleari.

Le membrane e il lume del RE contengono un gran numero di enzimi.

Si possono avere due tipi di RE:

REL (liscio) : e privo di ribosomi e si occupa della:

-sintesi di numerosi lipidi e carboidrati

-sintesi dei fosfolipidi e del colesterolo necessari per la formazione delle m. cellulari.

-sintesi ormoni steroidei

-nelle cellule epatiche partecipa alla degradazione del glicogeno di riserva e degrada sostanze tossiche (alcool, droghe…)

- immagazzina ioni calcio.

RER (rugoso): la superficie esterna è ricoperta da ribosomi.

E importante per:

-sintesi e assemblaggio delle proteine: all’interno del ribosoma si crea un tunnel che lo collega ad un poro del RE, attraverso cui si spostano le proteine. Una volta nel lume le proteine possono essere modificate da enzimi che aggiungono lipidi o carboidrati complessi. All’interno del nucleo esistono anche altri enzimi detti Chaperoni molecolari che catalizzano l’arrangiamento tridimensionale delle proteine. Le proteine mal processate sono degradate nel citosol dai proteasomi. Le proteine ben processate sono trasferite in altri compartimenti dalle vescicole di trasporto che gemmano dalla membrana del RE e si fondono con la membrana dei compartimenti bersaglio.

IL COMPLESSO DEL GOLGI

Complesso del Golgi e sue funzioni

Insieme di pile di sacche membranose appiattite chiamate cisterne dotate di un lume. In alcuni casi la sacca può essere rigonfia a causa della presenza interna di prodotti cellulari. Ciascuna pila di vescicole è dotata di tre zone:

Superficie cis, vicina al nucleo. Riceve i materiali contenuti nelle vescicole provenienti dal RE;

Superficie trans, vicina alla membrana plasmatica. impacchetta le molecole in vescicole che sono trasportate fuori dal Golgi;

Regione mediale.

Le cellule che secernono grandi quantità di glicoproteine hanno un gran numero di pile del Golgi.

Nelle cellule animali i lisosomi sono sintetizzati nel Golgi.

FUNZIONE: processare smistare e modificare le proteine.