Elementi di biologia e produzioni primarie (parte 1)

CELLULA EUCARIOTE

NUCLEO

- è il luogo dell'informazione genetica

- organulo più voluminoso (circa 5 μm)

- è formato da:

cisterna perinucleare (membrane doppie, deriva dal RER modificato)

 pori nucleari composti da 8 proteine, fondamentali per la comunicazione con il

 citosol

involucro nucleare connesso al RE e ai ribosomi attraverso i microtubuli

 cromatina = DNA + PROTEINE. È connessa con la lamina nucleare

 cromosomi sono l’addensamento ed elicamento della cromatina durante mitosi e

 meiosi, sono la vera sede dell’informazione genetica

nucleolo: 10-20% dell’RNA cellulare, per assemblare le subunità ribosomiali



RIBOSOMI sintesi proteica

- luogo della (grazie all’unione temporanea con MRNA e TRNA)

- sono liberi nel citoplasma e associati al RER all’interno dei mitocondri. Sono formati

da 2 subunità, RRNA + 50 tipi di PROTEINE

MITOCONDRI trasformazione energetica

- luogo della respirazione cellulare

- sono sede della = produzione di ATP a partire dal glucosio

del citosol

- hanno forma bacillare

- sono organismi semi-autonomi (ricordano anche nelle funzioni i batteri)

- sono formati da dalla matrice mitocondriale (enzimi, ribosomi, DNA) e da una

doppia membrana:

esterna = piana, con funzione protettiva

 interna = ha pieghe e creste coperte da particelle. Queste particelle sono

 formate da “complesso F1” (scinde l’ATP) e “complesso F0” e sono collegate

alla membrana con un peduncolo. Forte presenza di proteine

- sono i discendenti di una cellula procariote fagocitata? teoria dell'endosimbiosi

(come per i cloroplasti) e similitudine delle funzioni tra batteri e mitocondri

RER

- per la presenza di ribosomi sulla membrana serve per la sintesi di proteine da

esportare all’esterno della cellula = le proteine entrano nel lume del RER solo con

sequenza segnale (AA) subiscono modificazioni su ponti disolfuro e ripiegamento



(struttura terziaria) aggiunta di gruppi glicidici (come "indirizzo molecolare")



- è più sviluppato nelle cellule secernenti animali (es. ghiandole)

REL

- liscio senza ribosomi

- funzioni: modifica le proteine sintetizzate nel RER, sintesi di lipidi (acidi grassi,

steroidei), trasporto di sostanze nella cellula e metabolismo vario

APPARATO DI GOLGI

- l’unità base è il dittiosoma formato da sacculi ravvicinati e vescicole golgiane di

trasferimento

- si presentano singoli nelle piante e a gruppi nei vertebrati (=corpi golgiani)

regione cis

- ha 2 regioni con enzimi e funzioni biochimiche diverse: verso il nucleo e

regione trans verso la membrana

- ha funzione di trasferimento di proteine dal RER all’esterno:

1. Immagazzinamento (dalla RER)

2. Modificazione delle molecole

3. Impacchettamento e protezione con membrane

4. rilascio all’esterno

LISOSOMI

- traggono origine dall’apparato di Golgi

- trasportano e isolano enzimi digestivi (per idrolisi)

- sono delimitati da una singola membrana, hanno un interno denso e strutturato

- agiscono nella fagocitosi

CITOSCHELETRO

- è un complesso dinamico di strutture sottili

- garantisce sostegno e forma alla cellula e permette movimenti cellulari

- è formato da 3 strutture:

microfilamenti

 filamenti intermedi

 microtubuli



I microfilamenti sono filamenti di actina (catene lunghe di singole proteine globulari

chiamate G-actina, coda-testa, unite a doppia elica, 7nm). Permettono:

1) lo scorrimento delle regioni citoplasmatiche (“correnti citoplasmatiche”)

2) il movimento interno di organuli

3) la formazione del solco equatoriale nella mitosi

4) la formazione di “pseudopodi” per la fagocitosi e nelle amebe

5) la formazione della struttura dei microvilli = hanno un’impalcatura interna di

microfilamenti con reticoli tridimensionali (grazie a proteine che legano l’actina),

creano così estroflessioni cellulari permanenti per aumentare l’assorbimento

Anemia emolitica: i microfilamenti si legano alla spettrina per mantenere la forma

degli eritrociti

Distrofia miotonica: connessione tra filamenti e plasmalemma grazie a distrofina nelle

fibre muscolari

I filamenti intermedi (10nm) stabilizzano la struttura cellulare. Sono presenti solo in

alcune membrane delle cellule animali. Si differenziano in 5 diversi tipi, a partire dalla

nucleo

CHERATINA. Nelle membrane hanno lo scopo di stabilizzare ( ) o di saldare

desmosomi

cellule diverse ( ). Sono strutture statiche assenti nelle cellule in

formazione o neoformate

I microtubuli sono strutture cilindriche cave (25 nm) formate da 13 protofilamenti di

α e β TUBULINA. Nelle piante = ordinamento nella formazione della parete

Negli animali = per cambiamenti di forma della cellula, nella ripartizione dei

cromosomi (centriolo) e nella formazione e movimento di flagelli e ciglia

Flagelli e ciglia sono estroflessioni citoplasmatiche in associazione con microtubuli

assonemi

specializzati che formano gli (struttura di 9+2 doppiette di tubuli). Il

movimento dei flagelli avviene grazie allo “scivolamento” reciproco delle doppiette,

dineina

coppie di microtubuli (che cambia la struttura terziaria delle proteine con

utilizzo di ATP). Il movimento delle ciglia avviene grazie alla presenza di una proteina

chinesina che si àncora ai microtubuli

MATRICE EXTRACELLULARE

- è composta da proteine (collagene) e glicoproteine

- è ridottissima nel tessuto nervoso e molto sviluppata nel tessuto osseo e

cartilagineo

- forma la lamina basale dell’epitelio (per ancoramento al connettivo)

GIUNZIONI

Hanno lo scopo di creare coesione stabile con le altre cellule, hanno come

conseguenza il creare e limitare uno spazio intercellulare. Sfruttano 2 principi:

1. adesione proteica (legame forte)

2. strutture specializzate

Strutture specializzate:

giunzioni occludenti = àncorano cellule epiteliali adiacenti, bloccano i passaggi

 tra lume e zona intercellulare, impediscono un rimescolamento delle proteine di

membrana e fosfolipidi e quindi indirettamente influenzano il movimento

direzionale dei materiali nella cellula

desmosomi = sono formati da (1) una placca densa all’interno, (2) fibre

 cheratiniche (filamenti intermedi) che attraversano tutta la cellula dando stabilità

meccanica e (3) proteine specifiche per l’adesione, che partono dalla placca

giunzioni serrate = facilitano la comunicazione tra le cellule. Sono formate da

 connessoni che permettono il passaggio di piccole molecole, di ioni e del segnale

elettrico. Si ricostruiscono in cellule che sono state separate (non avviene nelle

cellule tumorali!)

Il trasporto attraverso la membrana

1. diffusione semplice (liposolubili)

2. canali proteici di trasporto (ioni e acqua)

3. diffusione facilitata (con proteine carrier)

4. trasporto attivo

5. endocitosi: serie di processi che si differenziano in base alla natura del materiale

internalizzato:

fagocitosi = internalizzazione di materiale solido

 pinocitosi = internalizzazione di liquidi



L’endocitosi può essere mediata da recettore = clatrina-dipendente, o non mediata

da recettore = clatrina-indipendente

La fagocitosi è mediata da recettori ma è clatrina-indipendente. È tipica nei protozoi

mentre nell’uomo è tipica di alcune cellule dette fagociti (neutrofili e macrofagi). Il

fagosoma è la vescicola che si forma dopo aver inglobato il materiale. La fagocitosi è

innescata da recettori sulla membrana plasmatica del fagocita

TESSUTI

4 tessuti principali: epiteliale, connettivo, muscolare, nervoso

TESSUTO EPITELIALE

- cellule ravvicinate e molto adese, unite tra loro tramite giunzioni specializzate

- consumo elevato per usura e traumi

- strutture MONOSTRATIFICATE = bronchi, canale gastro-intestinale, alveoli mammari

- strutture PLURISTRATIFICATE = superficie esterna del corpo

- epitelio secernente ghiandole epidermiche che producono sebo e sudore;



ghiandole interne che producono muco o enzimi

TESSUTO CONNETTIVO

- provvede al collegamento, sostegno e nutrimento dei tessuti dei vari organi

- è costituito da cellule connettivali di vario tipo (fibrociti o fibroblasti, istociti,

plasmacellule, mastocellule, cellule adipose, cellule endoteliali) disperse in una

sostanza fondamentale, formata da una parte omogenea (anista) e da una parte

differenziata (fibre)

Le fibre possono essere: collagene, reticolari o elastiche

Collagene = è una struttura rigida grazie alla presenza di prolina o idrossiprolina.

La struttura più stabile del collagene è la tripla elica. L'unità strutturale è il

tropocollagene, proteina formata da 3 catene polipeptidiche con andamento

sinistrorso che si associano a formare una tripla elica destrorsa. Le unità di

tropocollagene hanno la stessa lunghezza e la stessa ripetitività di AA: glicina -

prolina - idrossiprolina. I filamenti di tropocollagene sono tenuti insieme da legami

H, grazie alla presenza di glicina e dalla modifiche post-traduzionali di lisina e prolina

che subiscono una ossidazione per aggiunta di un gruppo ossidrile. Le 3 unità

strutturali assumono una forma a treccia

Tipi di tessuto connettivo:

fibrillare LASSO



- areolare = matrice dispersa con fibre elastiche e non. Ricoprono e sostengono gli

organi incapsulati e si trovano nel derma

- adiposo = adipociti prismatici, sono cellule che immagazzinano i lipidi, contengono

vacuoli

fibrillare DENSO



- regolare = nuclei e fibre sono distribuiti in righe parallele. Si trova tra i muscoli

scheletrici e lo scheletro e tra le ossa, tendini e legamenti. Permette un solido

attacco, coordina la trazione muscolare, riduce l’attrito tra i muscoli e stabilisce la

postura ossea

- irregolare = si trova nella vescica, nel derma, nel periostio e pericondrio, guaina

nervosa e muscolare. Esercita resistenza e previene l’iperespansione degli organi

(fibre elastiche)

elastico = si trova tra le vertebre della colonna e ne stabilisce la

 posizione ammortizzando i traumi, permette l’espansione e la contrazione degli

organi (fibre reticolari)

reticolare

 cartilagineo serve per la resistenza meccanica, non ha terminazioni nervose e

 capillari sanguigni

- cartilagine ialina = tessuto più abbondante, è ricco di fibre collagene e sostanza

fondamentale

- cartilagine elastica = ricca di fibre elastiche e povera di sostanza fondamentale. Si

trova nel naso e nell’orecchio. Permette sostegno e supporta le deformazioni

tornando alla forma originaria

- cartilagine fibrosa = strati di ialina alternati a collagene. Si trova nei dischi

intervertebrali, menisco e ossa pubiche. Resis