Appunti completi di Biologia

GIUNZIONI CELLULARI:

Sono proteine che vanno a connettere cellule che fanno parte dello stesso tessuto.

Le giunzioni si dividono in tre categorie:

• giunzioni strette o occludenti/serrate: impediscono il passaggio di liquidi tra cellule, impedendo dunque che

molecole superino un epitelio, diffondendosi nelle strutture sottostanti; le giunzioni serrate sono distribuite in maniera

discontinua, cosicché le membrane plasmatiche delle due cellule non sono fuse lungo l’intera superficie (si trovano nel

lume intestinale, nelle pareti dello stomaco), hanno il compito di non far fuoriuscire nulla tra due cellule adiacenti; sono

formate da claudine e occludine che formano una cintura intorno alla cellula;

• desmosomi o giunzioni di ancoraggio: consentono alle cellule adiacenti di aderire reciprocamente. Alcuni

desmosomi funzionano come saldature puntiformi, mentre altri costituiscono una sorta di “cintura” continua intorno al

profilo delle cellule vicine (chiamate giunzioni aderenti), sono strutture formate da caderine; I desmosomi sono dei

“dischi” che si connettono direttamente con dei filamenti intermedi, costituiti da cheratine che ancorano il desmosoma

al citoplasma. I desmosomi servono a distribuire lo stress meccanico da una cellula all’altra tramite il sistema di fibre

(tipici del tessuto muscolare);

• gap junction o giunzioni comunicanti: possono aprirsi e chiudersi permettendo il passaggio di sostanze e piccole

molecole, mettendo in comunicazione una cellula all’altra; sono strutture formate da esameri e sono formate da

connessine, proteine integrali di membrana (non sono giunzioni meccaniche). Nel tessuto neuronale, le giunzioni

comunicanti consentono l’interazione tra cellule per il passaggio diretto di correnti elettriche da una cellula all'altra,

così che non si verifichino ritardi sinaptici. giunzioni strette O

Serral

-> junction

gap comunicanti

giunzioni

o

desmosomi -

Plasmodesmi:

Sono canali citoplasmatici che attraversano le pareti cellulari e mettono in

comunicazione due membrane cellulari, anche di due cellule vegetali.

Flagelli e ciglia:

Ciglia e flagelli sono espansioni cellulari mobili, entrambi sono in grado di operare movimento in un ambiente acquoso.

I flagelli sono dotati di moto ondulatorio (ricorda quello di un serpente) e l'onda si trasmette progressivamente nel senso

della lunghezza dell'organello, lì troviamo nelle cellule spermatiche di molti animali pluricellulari e di alcune piante.

Le ciglia si muovono invece con un movimento flessuoso, un battito deciso seguito da un colpo di ripresa flessuoso.

Le ciglia sono piccole appendici della superficie di alcune cellule, che si muovono come fruste e sono coinvolte nella

locomozione di molti protisti e nel movimento di liquidi attraverso la superficie cellulare di molti tessuti animali.

Le ciglia presentano un movimento alternato avanti-indietro, un potente colpo propulsivo determina il movimento della

cellula in direzione perpendicolare alla base di attacco.

Le troviamo, ad esempio, nelle vie aeree, con lo scopo di non far sostare materiale e/o batteri lungo le nostre vie

respiratorie. La struttura di ciglia e flagelli è molto simile.

Le ciglia sono formate da filamenti di microtubuli, ovvero delle strutture polimeriche di tubulina (proteina globulare), tante

tubuline messe insieme vanno a formare dei filamenti; hanno una struttura a “9 + 2”, questo perché in una sezione

trasversale si possono notare nove coppie di fasci di microtubuli esternamente alla struttura del ciglio e due

microtubuli all’interno. Il movimento è permesso da uno scorrimento dei microtubuli. Ci sono delle proteine di

congiunzione che legano le doppiette esterne con quelle interne e proteine a Y chiamate “proteine motrici” (formate da

dineina) che hanno la possibilità di staccarsi e riattaccarsi,

così permettendo lo scorrimento dei microtubuli.

flagelli

ciglia

Introduzione dell’organizzazione della cellula eucariotica:

Uno dei primi metodi dei quali hanno usufruito i ricercatori per scoprire come é composta la cellula eucariotica e i suoi

compartimenti è stata la centrifugazione, un sistema di frazionamento cellulare che ha permesso di isolare varie

componenti di membrana. Le cellule di un tessuto venivano raccolte, frazionate grossolanamente in modo meccanico e

sottoposte ad una forza centrifuga, che portava alla separazione delle particelle, in delle provette; la forza centrifuga a

bassa velocità faceva depositare sul fondo di una provetta le particelle di densità maggiore (più grandi dimensioni), a

velocità più alta invece precipitavano quelle a densità minore (più piccole dimensioni).

LA CELLULA EUCARIOTICA E I SUOI ORGANELLI

Il nucleo:

Il nucleo di una cellula è la struttura più grande al suo interno.

Il nucleo è circondato da un involucro nucleare, formato da una membrana

interna e una esterna di natura lipoproteica (fosfolipidi e proteine); la membrana

esterna è in continuità con le cisterne del RER (reticolo endoplasmico rugoso),

mentre la membrana interna si affaccia verso il nucleoplasma.

Le due membrane sono separate tra loro dallo spazio perinucleare.

Il nucleoplasma è il mezzo acquoso che rende possibili le reazioni chimiche

e il funzionamento dei processi metabolici nel nucleo: contiene enzimi e filamenti.

Quella del nucleo è una membrana plasmatica, ciò che cambia sono le proteine che

la compongono.

La membrana nucleare ha una serie di pori nucleari (circa un migliaio) di grandi dimensioni,

il loro scopo è di regolare il passaggio di molecole (anche grandi) dal citoplasma al nucleo

e viceversa. I pori nucleari sono formati da ottameri: otto unità proteiche che formano un

passaggio attraverso le membrane; hanno una struttura a “canestro”, che hanno il

compito di controllare cosa entra e cosa esce:

importina —> il sistema che controlla le entrate

esportina —> il sistema che controlla le uscite

All’interno della membrana nucleare c’è un fitto reticolato di proteine chiamate

lamìne, sono polimeri che vanno a formare dei filamenti, che servono a dare

sostegno alla struttura nucleare.

Il nucleo di una cellula contiene il DNA, la componente cellulare che contiene l’informazione genetica che dà origine

all’intero organismo. All’interno del nucleo sono osservabili fibre sottili formate da cromatina, composta da:

• DNA

• proteine non istoniche (contenenti un elevato numero di lisina e arginina)

• istoni, proteine a sostegno della struttura a elica del DNA, che si avvolgono intorno ad essa.

La cromatina ha un aspetto granulare, nella fase di divisione cellulare (mitosi) il DNA si spiralizza e la cromatina si

organizza in cromosomi (tipica forma a X). Nell’uomo, ciascuna cellula possiede 46 cromosomi:

• 44 cromosomi autosomici: contengono le informazioni per le caratteristiche generali dell’individuo (altezza, peso, colore

degli occhi, ecc.), sono detti cromosomi autosomici (o somatici);

• 2 cromosomi sessuali: portano le informazioni relative alle caratteristiche tipiche del sesso maschile e femminile.

All’interno della cromatina troviamo il nucleolo, una corpuscolo rotondeggiante compreso nel nucleo cellulare; nel nucleolo

viene sintetizzato l’RNA ribosomiale (rRNA) e avviene l’assemblaggio dei ribosomi; le proteine ribosomiali sono

prodotte nel citoplasma, vengono trasportate all’interno del nucleo per l’assemblaggio e poi riportate nel citoplasma.

L’RNA (acido ribonucleico) ha a che fare con la decodifica dell’informazione genetica (DNA): il DNA viene decodificato

attraverso l’RNA, una molecola lunga a singolo filamento che deriva dal DNA e rappresenta la molecola di passaggio tra

quest’ultimo e le proteine.

Nel nucleo si trovano anche i fattori di trascrizione, vengono prodotti nel citoplasma a livello dei ribosomi e poi vengono

trasportati nel nucleo; possiedono delle sequenze di aminoacidi che fungono da segnale, vengono riconosciuti dai sistema

di importina e “traghettano” i fattori di trascrizione all’interno del nucleo. La sintesi proteica avviene nel citoplasma.

Reticolo endoplasmatico rugoso (RER):

Il reticolo endoplasmatico rugoso (o ruvido) è una sorta di “labirinto” che si trova tra il nucleo e il reticolo

endoplasmatico liscio; viene detto rugoso perché si distingue per l'aspetto granulare delle sue superfici, dovute alla

presenza di ribosomi addossati alla membrana del reticolo.

Il ribosoma è un complesso ribonucleoproteico in cui avviene la sintesi proteica,

ed è composto da due subunità. I ribosomi si possono trovare addossati alla

membrana del reticolo o liberi nel citoplasma.

Il reticolo endoplasmatico rugoso ha una struttura formata da tubuli e sacchi

appiattiti ed interconnessi tra loro che prendono la forma di cisterne.

Il RER si trova strettamente associato con il nucleo e presenta delle zone di

continuità con la membrana nucleare esterna. Gli RNA che escono dai pori

nucleari vengono sintetizzati dai ribosomi che si trovano sulla parete del RER.

Lo spazio interno del reticolo endoplasmico delimitato dalle membrane è detto

lume del reticolo. Nel momento in cui una proteina finisce nel lume del RER, non

entrerà mai in contatto con il citoplasma.

Questo crea un ambiente intercellulare che permette a certe proteine di essere

sintetizzate nel lume del RER e raggiungere la superficie cellulare senza mai

entrare in contatto con il citoplasma.

I ribosomi liberi nel citoplasma possono leggere l’RNA messaggero e dare origine a

proteine che verranno prodotte direttamente nel citoplasma.

Composizione del RER:

• proteine

• lipidi

• rRNA dei ribosomi

La funzione principale del RER è la biosintesi e la maturazione di proteine destinate a:

• compartimenti extracellulari

• membrana cellulare

• lisosomi

• apparato di Golgi

• lo stesso reticolo endoplasmatico

La sintesi della proteina avviene sempre nel ribosoma libero, ma se la proteina è destinata ad entrare nel lume gli

aminoacidi prodotti riconosceranno il segnale che questa proteina deve essere inserita all’interno del lume.

Nel RER avvengono le prime fasi della glicosilazione delle proteine, vengono attaccati degli zuccheri per la produzione

di glicoproteine. Alla fine dei processi di maturazione, le proteine vengono indirizzate dal RE all’apparato di Golgi tramite

delle vescicole.

Reticolo endoplasmatico liscio (REL):

Il REL differisce nell’aspetto da quello rugoso, le sue superfici lisce sono dovute alla mancanza di ribosomi. Non è

composto da cisterne ma da una rete tridimensionale di tubuli comunicanti, alcuni in continuità con le cisterne del RER.

Molte sue attività sono dovute agli enzimi presenti all’int