Riassunto esame Biologia e principi di genetica, Prof. Crippa Valeria, libro consigliato Becker, il mondo della cellula, Hardin, Lodolce

Z.

Ciascun filamento spesso consiste di centinaia di molecole di miosina organizzate in una disposizione sfalsata. I

domini globulari formano i ponti trasversali tra i filamenti spessi e quelli sottili. Le code delle miosine che formano i

filamenti spessi sono legate insieme dalla miomesina a livello della linea M

I filamenti sottili si interdigitano a quelli spessi con una disposizione ad esagono. Un filamento sottile contiene

almeno 3 proteine: Actina F; tropomiosina (molecola bastoncellonare, si inserisce nei solchi dell’elica di actina F

associandosi a 7 monomeri di actina G); troponina (complesso costituito da 3 catene polipeptidiche TnT, TnC, TnI). Un

complesso di troponina si associa a ciascuna molecola di tropomiosina

L’estremità positiva dei filamenti sottili è ancorata alla linea Z (la miosina si muove verso il terminale positivo → i

filamenti spessi si muovono verso le linee Z). Diverse proteine strutturali mantengono la struttura del sarcomero

μ

La troponina e la tropomiosina costituiscono un interruttore sensibile al calcio. Concentrazioni di calcio > di 1 M

consentono lo spostamento della tropomiosina, permettono alla miosina di accedere ai siti di legame sull’actina

innescando così la contrazione.

La trasmissione impulso nervoso al muscolo ha inizio quando un potenziale d’azione di muove lungo l’assone del

neurone sino ad arrivare alla giunzione neuromuscolare, dove si trovano le sinapsi tra neurone e cellula muscolare. 64

La depolarizzazione del terminale dell’assone provoca il rilascio delle molecole di neurotrasmettitore, che si legano ai

recettori dell’acetilcolina sulla superficie della cellula muscolare, dando inizio alla depolarizzazione della cellula

2+

muscolare. La depolarizzazione si propaga all’interno attraverso i tubuli T, stimolando il rilascio degli ioni Ca

attraverso i recettori della rianodina nelle catene terminali del RS (reticolo sarcoplasmatico)

La struttura portante del microvillo è costituita da un denso fascio di microfilamenti. Le estremità positive sono

rivolte verso la punta, dove sono ancorate alla membrana cellulare. I filamenti sono collegati da proteine che

formano legami trasversali. I microvilli sono presenti nell’ epitelio intestinale per aumentare la funzione assorbente.

Ci sono sostanze che influenzano la stabilità dei filamenti di actina. La citocalasina, è prodotta dai funghi, impedisce

la polimerizzazione legandosi all’estremità positiva; la falloidina, è una tossina prodotta dall’Amanita falloide che

impedisce la depolimerizzazione dell’actina; la iatrunculina A, è una tossina marina isolata dalla spugna del Mar

Rosso, sequestra i monomeri di actina impedendo la loro aggiunta all’estremità positiva dei filamenti.

- Filamenti intermedi - Conferiscono forza fisica a cellule e tessuti.

Ci sono 2 classi di filamenti intermedi: citoplasmatici e nucleari

I filamenti intermedi citoplasmatici formano una rete robusta e stabile. E possono essere: filamenti di cheratina (nel

tessuto epiteliale); filamenti di vimentina e altre proteine correlate (nel tessuto connettivo e nelle cellule dei muscoli

e della glia); neurofilamenti (nelle cellule nervose)

I filamenti intermedi della lamina nucleare sostengono l’involucro nucleare e si disaggregano e si ricostituiscono ad

ogni divisione cellulare, quando l’involucro nucleare si dissolve alla mitosi.

La fosforilazione favorisce la disaggregazione, mentre la defosforilazione favorisce la riassociazione

L’assemblaggio dei filamenti intermedi avviene per step: si parte da monomeri: molecole filamentose con dominio

α-elica. α-elica

centrale esteso a Per passare a dimeri: i domini di due monomeri si avvolgono. Poi il tetramero: una

coppia di dimeri si associa in modo antiparallelo e sfalsato. Il tetramero rappresenta la subunità solubile. Per passare

al protofilamento: 8 tetrameri si uniscono insieme lateralmente. E infine il filamento: associazione di protofilamenti.

Il filamento intermedio assemblato è privo di polarità strutturale

24 novembre 2023 – lezione 20 La matrice extracellulare

È tutto ciò che c’è all’esterno della cellula

È costituita da proteine o sostanze non viventi, è materiale che circonda la cellula e permette di svolgere le sue

funzioni. Ma è lo stesso necessaria per la sopravvivenza cellulare

La maggior parte delle cellule degli organismi pluricellulari è organizzata in tessuti: insieme di cellule e matrice

extracellulare.

Nel caso del tessuto epiteliale, anche la membrana basale è uno specifico tipo di matrice extracellulare, le cellule si

appoggiano di essa e si organizzano in tessuti

Le cellule si possono connettere tramite interazione diretta o tramite la matrice extracellulare che riempie gli spazi

intercellulari e lega insieme cellule e tessuti

Le matrici extracellulari variano in funzione del tessuto in cui si trovano

La matrice collabora con il citoscheletro per mantenere l’organizzazione e la corretta composizione dei tessuti

dell’organo

L’apparato delle giunzioni cellulari e della matrice è fondamentale per l’organizzazione e la funzione delle strutture

pluricellulari

La matrice extracellulare è costituita da una rete intricata di macromolecole, che mandano segnali sia fisici che

biochimici che possono controllare la forma e le attività di una cellula. È principalmente presente nel tessuto

connettivo e nella lamina basale

Ma come viene generata? Di per sé è costituita dalle cellule che vi sono immerse

Principalmente è costituita da proteine fibrose e una sostanza gelatinosa di polisaccaridi. Sono presenti anche delle

proteine di adesione che collegano i componenti della matrice tra di loro e alle cellule

La matrice viene prodotta dalle cellule che vi sono immerse (fibroblasti nel tessuto connettivo, osteoblasti nell’osso e

condroblasti nella cartilagine).

Le componenti sono:

- Proteoglicani – consiste di un nucleo proteico al quale sono attaccate covalentemente catene di

glicosamminoglicani (GAG) 65

Sono molecole molto grandi e capaci di richiamare molta acqua e formano quindi un gel nel

quale sono immerse le proteine fibrose della matrice. Consento al tessuto di mantenere

un’umidità, danno supporto meccanico alla matrice

I GAG sono unità ripetute di polisaccaridi. Hanno una struttura del tipo A-B-A-B, dove A e B

rappresentano due zuccheri diversi: un amminozucchero (N-acetilglucosammina o

N-acetilgalattosammina); un acido uronico (acido glucuronico o acido iduronico)

I principali tipi di GAG sono 4, a seconda degli zuccheri che li compongono e dal legame tra gli

zuccheri: acido ialuronico, condroitin solfato, eparan solfato, cheratan solfato

Sono caratterizzati dalla presenza di gruppi solfato, fa assumere alla molecola una carica

negativa che fa attrarre cationi.

L’unico a non possedere il gruppo fosfato è lo ialuronano, che non li lega al core proteico per formare proteoglicani

Tutti i GAG, tranne lo ialuronano, si legano covalentemente a delle proteine formando i proteoglicani. I proteoglicani

vengono assemblati nel Golgi e possono contenere una o centinaia di catene di GAG attaccate a residui di serina di

un core proteico

Si tratta di una classe di molecole molto varia per dimensione e struttura. L’aggrecano è il principale proteoglicano

della cartilagine. La struttura dell’acido ialuronico è ancora più grande di quella dei proteoglicani

- Proteine strutturali

▪ Collageni – sono la classe di proteine fibrose più abbondanti nel nostro organismo (tessuto animale) e nella

matrice. Sono secreti in grande quantità dalle cellule del tessuto connettivo

Sono i principali costituenti di pelle e osso, sono le proteine più abbondanti nei mammiferi

Sono una famiglia di proteine, ne conosciamo almeno 27,

La fibra di collagene è formata da tre catene polipeptiche a formare una tripla elica. I diversi polipeptidi di collagene

possono assemblarsi in 42 trimeri diversi. Costituiti da domini composti da una ripetizione Gly-X-Y (X spesso prolina e

Y spesso idrossiprolina)

Anche il collagene è prodotto dalle stesse cellule in cui si trova, ma inizialmente è prodotto come procollagene

(precursore solubile, estremità segmenti non elicoidali) e secreto dalle cellule

Una volta secreto viene tagliato diventando collagene e si assembla in fibrille del collagene nelle quali le triple eliche

si associano in modo regolare e sfalsato. Si formano legami crociati (ad idrogeno) tra le varie molecole di collagene.

▪ Elastina – proteina fibrosa, componente che consente alla matrice stessa di mantenere un aspetto elastico,

permette la resistenza alle trazioni

Si organizza in catene intrecciate, in delle reti

Il tessuto connettivo ne è ricco, ma in generale negli organi che allungano con regolarità (ex i polmoni, l’intestino)

Sintetizzata come precursore, la tropoelastina, viene secreta e si assembla in fibre formate da legami crociati.

Interagiscono con il collagene e con i proteoglicani per determinare l’organizzazione della matrice e costituiscono il

principale sito di legame per le integrine. La fibronectina è la principale molecola di adesione del tessuto connettivo.

La principale è la fibronectina, una proteina che consente il legame tra le cellule e la matrice extracellulare, ha un

dominio che collega collagene a integrine, o ad altre componenti della matrice, la sequenza RDG = arginina, glicina,

aspartato. È una sequenza di riconoscimento, riconosce le integrine

Le integrine sono proteine transmembrana e recettori che consento il collegamento, mediano l’interazione cellula-

α e β.

matrice nelle adesioni focali e negli emidesmosomi. Le integrine sono due catene polipeptidiche, Le porzioni

extracellulari interagiscono per formare il sito di legame per una proteina della matrice extracellulare, sul versante

citoplasmatico hanno dei siti di legame per specifiche proteine di connessione che legano citoscheletro e MEC

Le adesioni focali contengono integrine che si connettono ai filamenti di actina mediante proteine di connessione (la

talina, la vinculina, l’α-actinina).

La laminina è una proteina di connessione che media il legame tra collagene e le integrine di membrana nella lamina

α, β, γ

basale. È costituita da 3 catene ( ) legate tra loro da ponti disolfuro.

La lamina basale è uno strato sottile di materiale della matrice, che separa uno strato di cellule epiteliali dal tessuto

connettivo sottostante. È la matrice extracellulare degli epiteli

La lamina basale (50 nm) su cui aderiscono le cellule epiteliali è prodotta dalle cellule stesse ed è costituita da:

proteoglicani, collagene di tipo IV, laminina

La matrice extracellulare media l’adesione cellulare tramite il collegamento che si viene a creare tra matrice,

integrine e compone