Preparazioni d’esame Citologia/ Istologia

SISTEMA MEMBRANOSO INTERNO

All'interno della cellula eucariota è presente inoltre un sistema membranoso, che suddivide la cellula in vari compartimenti.

I principali costituenti del sistema membranoso sono:

• RER E REL
• Apparato di Golgi
• Lisosoma
• Perossisoma
• Mitocondri
• Vescicole di trasporto

CITOSOL= il citoplasma è costituito dagli organelli cellulari e dal citosol, la componente acquosa del citoplasma che contiene i ribosomi.

RIBOSOMI

• Sono organuli di natura ribonucleoproteica presenti in tutte le cellule e adibiti alla sintesi delle proteine.
• Sono formati da 2 sub-unità associate fra loro solo al momento della sintesi proteica, durante la quale vari ribosomi si allineano lungo un filamento di mRNA a formare dei polisomi o poliribosomi.
• Queste due sub-unità vengono prodotte all'interno del nucleolo, una regione del nucleo, e si assemblano solo al momento della sintesi.
• Sub-unità degli eucarioti: 60S+40S
• Sub-unità dei procarioti: ...

50S+30SS=svedberg

I ribosomi possono trovarsi:

• Liberi nel citoplasma
• Adesi al RER

La sintesi proteica inizia sempre a livello dei ribosomi liberi nel citoplasma e può terminare in questo compartimento o nel RER, dipende dalla presenza di una sequenza segnale che indica dove deve terminare la traduzione.

RETICOLO ENDOPLASMATICO RUGOSO

Si tratta di un insieme di cisterne appiattite, parallele, in connessione tra loro, delimitate da una membrana sulla cui faccia citoplasmatica si trovano i RIBOSOMI.

Funzioni:

• Sintesi di proteine destinate ad essere secrete o proteine strutturali
• Modificazioni post-traduzionali di proteine, ovvero glicosilazione, un processo di modificazione della proteina che viene poi terminato nell'apparato di Golgi e che porta alla produzione di glicoproteine e glicolipidi.
• Controllo qualità proteine

RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO

L'unica differenza importante rispetto al RER è costituita dall'assenza

diribosomi, vengono trasportate all'apparato di Golgi per essere rielaborate ed esaminate per la qualità. Durante questo processo, vengono anche modificati i glicolipidi e le glicoproteine. Inoltre, l'apparato di Golgi è responsabile della produzione dei lisosomi e dello smistamento delle vescicole.

1. Reticolo endoplasmatico, vengono trasportate tramite vescicole nella faccia prossimale del Golgi.
2. All'interno delle cisterne del Golgi le proteine subiscono una serie di modificazioni che consistono nella maggior parte dei casi in una glicosilazione.
3. Infine attraverso la faccia distale vengono impacchettate in vescicole e espulse per essere veicolate verso:
   • I lisosomi
   • Le vescicole secretorie
   • La membrana plasmatica
4. In altri casi, le vescicole prodotte dall'apparato di Golgi rimangono all'interno della cellula formando i lisosomi, che sono compartimenti cellulari deputati alla degradazione delle molecole endogene ed esogene.

LISOSOMI

• Sono organelli citoplasmatici contenenti enzimi idrolitici, tutti idrolasi acide, si occupano della degradazione e della digestione di macromolecole estranee.
• La membrana contiene:
  • Una pompa a che introduce ioni idrogeno nel lisosoma e mantiene basso il pH
  • Proteine di trasporto per portare nel citosol i prodotti della digestione
  • Glucidi

come protezione sulla faccia interna

Il funzionamento solo a pH acido delle idrolasi acide è importante per proteggere il citoplasma da possibili rotture dei lisosomi.

Le sostanze da degradare raggiungono i lisosomi per tre vie:

• Endocitosi: materiale introdotto attraverso introflessione della membrana e formazione di vescicole dette endosomi (endosomi precoci posti vicino alla membrana, endosomi tardivi posti vicino all'apparato di Golgi e sono preposti alla segregazione del materiale per opera dei lisosomi).
• Endocitosi di colesterolo LDL mediata da recettori: inglobamento di particelle LDL in endosomi, la particella viene poi degradata nei lisosomi e viene liberato colesterolo.
• Fagocitosi: si formano vescicole chiamate fagosomi, le quali si fondono con il lisosoma e generano il fagolisosoma, dove avviene la degradazione del materiale.
• Autofagia: è un processo normale di eliminazione di parti inutili della cellula che riguarda soprattutto gli organelli intracitoplasmatici.

invecchiati.

MITOCONDRI (solo in eucarioti)

• Sono la centrale energetica della cellula
• I mitocondri sono avvolti da 2 membrane:
  • La membrana esterna
  • La membrana interna, conferisce impermeabilità. Quest'ultima presenta numerose pieghe interne dette creste mitocondriali.
• Le due membrane delimitano due camere:
  • La camera esterna: contiene vari enzimi
  • La camera interna: contiene la matrice mitocondriale
• I mitocondri vengono ereditati dal gamete femminile per cui il patrimonio genetico mitocondriale di ciascuno individuo è essenzialmente di tipo materno.

Funzioni:

• Gluconeogenesi= attività di controllo dell'omeostasi glicemica intracellulare. Quando le riserve di glicogeno sono esaurite i mitocondri producono glucosio.
• Accumulo di varie sostanze (= ioni, piccole molecole)
• Produzione di calore
• Sintesi di ormoni steroidei
• Centrale energetica della cellula= i mitocondri producono ATP demolendo le molecole organiche attraverso una serie di reazioni chimiche

che consumano ossigeno (O₂) e producono anidridecarbonica.

Il processo che porta alla sintesi di ATP avviene in tre tappe:

1. Glicolisi anaerobia (avviene in assenza di ossigeno nel citosol) prevede la scissione del glucosio in una molecola più piccola chiamata acido piruvico.
2. Ciclo di Krebs (avviene nella matrice mitocondriale).
3. Fosforilazione ossidativa (avviene a livello delle creste mitocondriali).

L'acido piruvico derivante dalla demolizione del glucosio può avere un duplice destino:

• In presenza di O₂ un suo derivato entra nel ciclo di Krebs e verrà ossidato completamente a CO₂.
• In assenza di ossigeno diventerà acido lattico.

PEROSSISOMI

Utilizzano ossigeno come i mitocondri, ma le reazioni che compiono non producono energia.

La loro funzione è basata sulla presenza di gruppi di enzimi:

• Ossidativi= degradano i composti organici formando perossido di idrogeno (H₂O₂), una sostanza tossica per la cellula.
• La catalasi= un altro enzima, che converte il perossido di idrogeno in acqua e ossigeno.

perossido di idrogeno in acqua e ossigeno. Sono inoltre coinvolti nella demolizione degli acidi grassi insieme ai mitocondri.

Sono capaci di replicarsi, ma non contengono né DNA, né ribosomi.

CITOSCHELETRO

Rete di filamenti proteici che contribuisce al mantenimento della forma cellulare.

La membrana cellulare e gli organelli citoplasmatici sono in continuo movimento e necessitano quindi di un supporto, fornito dal citoscheletro. Il citoscheletro infatti media tutte le funzioni dinamiche della cellula, compresa la divisione cellulare ed è responsabile dei processi di esocitosi/endocitosi o fagocitosi.

Inoltre il citoscheletro è responsabile del movimento detto ameboide che alcune cellule come i leucociti sono in grado di realizzare.

Infine alcune cellule sono dotate di specializzazioni mobili come le ciglia che sono costituite da elementi citoscheletrici.

MICROTUBULI

Costituiti dall'associazione di 13 protofilamenti ciascuno dei quali deriva dall'associazione di

Due proteine globulari: α tubulina e β tubulina.

Esistono microtubuli:

• Labili: si organizzano solo in particolari momenti della "vita" della cellula, ad esempio durante la mitosi.
• Stabili: sempre presenti. Mantengono la forma cellulare, costituiscono la struttura portante delle ciglia e regolano il trasporto delle vescicole all'interno della cellula.

MICROFILAMENTI

• Disposti sotto la membrana cellulare dove formano un fitto reticolo. Da qui si dipartono filamenti che possono attraversare tutta la cellula.
• Esistono di due tipi: Actina e Miosina.

Funzioni:

• Mantengono la forma della cellula e costituiscono la struttura portante dei microvilli.

FILAMENTI INTERMEDI

• Sistema di proteine filamentose che connettono microtubuli e microfilamenti.
• Possiamo distinguere:
• Filamenti vimentinici: costituiti da vimentina e sono disposti ad anello intorno al nucleo cellulare.
• Filamenti cheratinici: costituiti da cheratina, sono strutture importanti nel mantenimento.

processi di scambio di molecole tra il nucleo e il citoplasma. I pori nucleari permettono il passaggio selettivo di proteine, RNA e altre molecole tra il nucleo e il citoplasma. All'interno del nucleo si trova il nucleoplasma, una sostanza gelatinosa che contiene il materiale genetico, cioè il DNA e l'RNA. Il DNA è organizzato in strutture chiamate cromosomi, che sono visibili durante la divisione cellulare. Durante la fase interfasica, il DNA si trova in forma di cromatina, una forma meno condensata dei cromosomi. Il nucleo contiene anche il nucleolo, una regione specializzata responsabile della sintesi dei ribosomi. Il nucleolo è composto principalmente da RNA ribosomiale e proteine. All'interno del nucleo si trovano anche altre strutture, come il reticolo endoplasmatico rugoso (RER) e l'apparato del Golgi, che sono coinvolte nella sintesi e nella modifica delle proteine. In conclusione, il nucleo è una struttura fondamentale delle cellule eucariotiche, responsabile della conservazione e della trascrizione del materiale genetico.

scambi molecolari tra nucleo e citoplasma. All'interno del nucleo sono contenuti:

• Nucleoscheletro= omologo al citoscheletro citoplasmatico. Matrice nucleare di natura proteica capace di contrarsi, espandersi, autoassemblarsi. Presiede al mantenimento del volume e della forma del nucleo e rappresenta l'impalcatura che consente alla cromatina di spiralizzarsi in cromosomi.
• Nucleoplasma= materiale la cui componente principale è la cromatina.

CROMATINA

• La cromatina è costituita da:
• -DN