Riassunto esame Biologia animale, Prof. Collodel Giulia, libro consigliato Biologia e genetica, De leo

(CELLULA-MATRICE).

Nei vertebrati le giunzioni strette si formano laddove c’è necessità di far passare

poco, come nella BARRIERA EMATOENCEFALICA (claudine e occludine

che formano le caderine).

Una carenza di claudina determina una perdita eccessiva di magnesio nell’urina.

Le proteine di adesione hanno un ruolo importantissimo durante l’embriogenesi.

Le adesioni focali cellula-matrice coinvolgono le INTEGRINE, mentre i

DESMOSOMI (cellula-cellula) i filamenti intermedi, che si trovano abbondanti

nell’epitelio e nel muscolo cardiaco (resistenza allo stress).

In una malattia autoimmune ci sono giunzioni lasse che provocano una perdita

di liquido nei tessuti.

Se una cellula viene infettata da un virus questo non passa per le GAP

JUNCTIONS (non possono passare gli acidi nucleici). L’ovocita ha intorno la

GRANULOSA e se manca un tipo di connessina questo non è fertile.

Un segnale omogeneamente trasmesso è necessario nel cuore per comportarsi

come un’unica unità funzionale. A fine gravidanza si aumentano le giunzioni

gap.

Queste proteine di adesione sono per la maggior parte CALCIO-DIPENDENTI:

➢ CADERINE: Proteine transmembrana che sporgono e formano una

chiusura con un’altra proteina sporgente. Se manca il calcio questa sta

piegata e non può legare. Ne esistono vari tipi specifici come le

CADERINE E (embrionali)

➢ INTEGRINE: Eterodimeri transmembrana, importantissime nella

trasmissione del segnale

➢ SELETTINE: Si trovano nell’endotelio dei vasi sanguigni per il

movimento del sangue per esempio

➢ N-CAM: tra le poche proteine calcio-indipendenti, nel sistema nervoso

LA MATRICE EXTRACELLULARE

E’ molto presente nel connettivo e nella lamina basale. Le ossa hanno una

matrice extracellulare calcificata. Non si tratta di una semplice impalcatura ma,

circondando le cellule, ne influenza il comportamento. Nei vari tessuti è fatta da

(nell’osso dagli osteoblasti per esempio). Nei condrociti dei

cellule specifiche

pazienti osteoartrotici manca la matrice (basta un minimo per la rottura).

La matrice è formata da:

➢ CATENE GAG (glicosamminoglicani+proteine) che formano i

PROTEOGLICANI

➢ PROTEINE FIBROSE: collagene ed elastina

Le catene GAG sono formate da catene polisaccaridiche (1 disaccaride di tipo

amminico+acido ialuronico). I proteoglicani sono fatti da zuccheri e proteine e

nascono nell’apparato di Golgi. I costituenti sono negativi, quindi attraggono

cationi e di conseguenza acqua (sopportano grandi pressioni). I mammiferi

hanno 20 geni per formare il collagene (25% della massa proteica totale), con

tanti step di formazione e quindi alto rischio di errore. Il collagene è formato da

tre catene con la ripetizione di tre amminoacidi.

Tante malattie genetiche sono legate ad alterazioni del collagene; esistono

quattro famiglie del collagene a seconda del tessuto dove si trova.

La proteina dominante nelle arterie è nell’ELASTINA, che circonda anche

l’aorta e queste proteine interagiscono con altre come la FIBRILLINA.

La cellula si lega alla matrice grazie ad altre proteine come la FIBRONECTINA

con tanti domini. Le LAMINE BASALI sono le matrici dove non c’è più spazio

(la LAMININA I è una proteina grande e molto importante nelle giunzioni).

non si lega bene alla distrofina.

Nella distrofia di Duchenne l’actina

Le lamine basali sono “TAPPETI FLESSIBILI” di matrice extracellulare

specializzata sottostante ai fogli di cellule epiteliali.

DESTINO POST SINTETICO DELLE PROTEINE

Dopo la sintesi delle proteine il destino di queste ultime può essere diverso; le

proteine si formano sui ribosomi, liberi o ancorati al RER; le proteine formatesi

sui ribosomi liberi vanno verso il nucleo o altri organuli, mentre quelle sui

vanno verso l’apparato di Golgi e poi o fuori o dentro la

ribosomi del RER

cellula (TRAFFICO VESCICOLARE).

Il movimento delle proteine può avvenire attraverso:

➢ I PORI NUCLEARI

➢ LA MEMBRANA -VESCICOLE

Ogni proteina presenta una sequenza segnale e, in base a questa, viene

riconosciuta e stabilita la destinazione (nucleo, mitocondrio etc.). Sui

perossisomi ci sono per esempio le PEROXINE.

Se il segnale viene messo su un’altra proteina non cambia nulla, dato che è il

segnale a contare. Nei pori nucleari entrano le proteine ed escono gli RNA.

L’ESPORTINA si occupa di trasportare energia.

TRASPORTO PROTEICO

Le proteine che vanno ai mitocondri vengono riconosciute in base alla sequenza

segnale che portato a livello della membrana esterna e poi interna.

Possono avere l’NLS, brevi sequenze di amminoacidi formati da aa basici e

prolina, coinvolgendo le proteine IMPORTINE. Importine ed esportine solo le

CARIOFERINE e l’interazione tra queste ultime e il loro carico è controllata da

GTPasi-Ran, che promuove lo scambio GTP-GDP.

Qui troviamo proteine immature, non ancora nella loro forma definitva.

Una volta arrivata al mitocondrio la proteina passa prima attraverso il

complesso TOM e poi TIM, togliendo la sequenza segnale.

Essendo fondamentale per le proteine assumere una struttura ben definita, le

CHAPORENE intervengono affinchè ciò venga rispettato; la proteina

chaperone hsp70 regola una forma lineare per la proteina in base alla sequenza.

Enzimi come la catalasi (proteico) entrano nel perossisoma grazie alle

PEROXINE.

La proteina, una volta entrata nei mitocondri, se deve assumere una particolare

struttura (terziaria o quaternaria) lo fa grazie a degli enzimi.

Oltre a poter avere un destino intramembrana le proteine possono entrare anche

in un TRAFFICO VESCICOLARE O SECRETORIO.

Talvolta dal RER si staccano delle vescicole che continuinano con il golgi e poi

attraverso il TRANS GOLGI NETWORK passano verso altri organuli.

Il ribosoma sintetizza una proteina con una sequenza segnale e questo aderisce

al RER nel punto in cui viene riconosciuta e adattata. La proteina pertanto può

rimanere sulla membrana del RER oppure entrare all’interno.

Nel reticolo endoplasmatico rugoso abbiamo visto che possono avvenire le

prima modifiche, come l’aggiunta di zuccheri alle proteine; il processo della

GLICOSILAZIONE infatti coinvolge un quarto delle proteine dei mammiferi.

Ad ogni proteina viene aggiunta una serie di zuccheri sempre in base alla

sequenza e via via viene modificato questo sistema.

Questo “pacchetto” di zuccheri viene unito a livello della membrana al

DOLICOLO-FOSFATO, da cui si stacca e si unisce alla proteine da glicosilare.

Le sequenza di indirizzamento al RER avvengono grazie alla particella SRP.

Quando il ribosoma arriva sulla membrana del RER, SRP e il suo recettore si

separano dal ribosoma che si àncora al traslocatore proteico Sec61. La fine

avviene grazie alla SEQUENZA DI ARRESTO DEL TRASFERIMENTO.

Questo pacchetto si stacca dalla membrana e si attacca alla proteina in uno

specifico amminoacido. Questi zuccheri servono alla proteina a dare forma e

stabilità nonchè al ripiegamento. Se sono presenti nel lume del RER degli errori

queste proteine devono essere degradate.

TRAFFICO VESCICOLARE

Il RER lavora con il Golgi, infatti le proteine raggiungono il golgi protette da

vescicole. L’apparato di Golgi ha la funzione di smistare ed elaborare proteine

dirette ai lisosomi, agli endosomi, alla membrana plasmatica, ad una via

secretoria etc.

Nel Golgi si aggiungono glicolipidi, sfingolipidi e GAG della matrice

extracellulare. Le varie vescicole presentano rivestimenti diversi (COP1,COP2),

oppure la proteina CLATRINA, dell’endocitosi mediata da recettore, che si

trova sotto la membrana (RAFT) e forma proteine che saranno riconosciute.

Anche le vescicole presentano segnali, come 20 V-SNARE sulla proteina e T-

SNARE sulla membrana che le riconoscono; se non c’è un riconoscimento e

magari la vescicola con un segnale non arriva al recettore si altera tutto un

processo biologico. A regolare il passaggio in questo meccanismo sono le

proteine “Rab”.

Le tossine batteriche letali (tetano, botulino) vanno ad alterare le sequenze

SNARE presenti nelle vescicole (trasmissione del segnale).

ESOCITOSI ED ENDOCITOSI

Tutte le vescicole del Golgi sanno dove devono fermarsi; infatti ogni vescicola

dell’apparato fa qualcosa (serie di stazioni) come l’aggiunta di zolfo, di un

acetile, di un metile.

Il lisosoma nasce dal Golgi, con all’interno degli enzimi. Per non sbagliarsi c’è

un marcatore sulle vescicole che devono andare ai lisosomi (mannosio-6-

fosfato).

L’endocitosi si divide in:

➢ FAGOCITOSI: la cellula ingloba grandi molecole grazie all’actina sotto

la membrana che polimerizza intorno a questa. Dopo granulociti e

macrofagi distruggono il contenuto

➢ PINOCITOSI: introduzione di fluidi e soluti

➢ ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORI: le particelle si legano a

recettori di membrana

In alcuni casi questo meccanismo è sfruttato da agenti patogeni per entrare.

L’endocitosi può essere mediata da:

➢ CLATRINA

➢ CAVEOLE (CAVEOLINA)

Il colesterolo per esempio viaggia nel sangue su lipoproteine a bassa densità

(LDL); se una cellula ne ha bisogno il colesterolo viene portato dentro su queste

zattere grazie alla CLATRINA, i lisosomi idrolizzano gli esteri e liberano il

colesterolo. Il recettore viene poi riportato sulla membrana permettendo il

“riciclaggio” di queste molecole. Alterazioni di questo sistema determinano un

aumento dei livelli di colesterolo ematico (aterosclerosi)

Le vie di secrezione possono essere:

➢ SECREZIONE COSTITUTIVA, dove i prodotti vengono rilasciati nel

mezzo esterno (epatociti)

➢ SECREZIONE REGOLATA: Le molecole impacchettate nelle vescicole

vengono rilasciate all’esterno dopo uno stimolo specifico (ormoni,

neurotrasmettitori); le cellule beta del pancreas per esempio secernono

insulina (ESOCITOSI) grazie alla fusione di più vescicole.

L’ESOCITOSI E L’ENDOCITOSI

Dal RER le vescicole vanno al Golgi per essere modificate, dopodichè possono

andare alla membrana o talvolta uscire.

Ci sono cellule specializzate nell’endocitosi come i macrofagi e analogamente,

nonostante tutte le cellule siano in grado di fare l’esocitosi, ci sono alcune

specializzate nella secrezione.

GLI ESOSOMI

Gli esosomi sono vescicole specializzate nel mandare fuori vescicole; nella

prostata si chiamano PROSTASOMI e sono in grado di cambiare la struttura di

ciò che gli sta vicino,ì in questo caso di modificare gli spermatozoi.

Hanno forma a tazza e contengono molti enzimi, colesterolo, sfingolipidi etc.

Si è visto che forse sono coinvolti nel riconoscimento dei tumori(marker).

Le vescicole che vengono espulse o inglobate sono ricoperte da un rivestimento

di CLATRINA.

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