Riassunto esame Biologia , Prof. Modesti Alessandra, libro consigliato Biologia e genetica, Ginelli

TEORIA ENDOSIMBIONTICA

Caratteristiche particolari che conferiscono una semi autonomia che ricordano i batteri

Si è pensatore l’origine del mitocondrio possa essere correlati con la nascita delle cellule

eucariote

Mitocondrio: ciò che rimane di un batterio ancestrale aerobio e eterotrofo che è stato fagocitato

da una cellula primitiva e che si sia poi stabilita una simbiosi stabile tra i due organismi

Prove:

DNA circolare

Membrana interna del mitocondrio diversa da quella esterna e contiene un lipide insolito,

cardiolipina (lipidi dei batteri)

Ribosomi

Organuli a livello del quale avviene la sintesi proteica,

cioè la capacità di unire gli amminoacidi per formare

proteine

Non sono delimitati da membrana e sono caratterizzati

da RNA ribosomiale (rRNA ) e da proteine ribosomiali

Struttura formata da due subunità, associate solamente

durate la sintesi proteica

Caratterizzate in base al coefficiente di sedimentazione

che rappresenta la velocità con cui la subunità

sedimenta quando viene applicato un campo centrifugo

S= Svedberg (10 picosecondi)

Perossisomi

Organuli delimitati da membrana che svolgono reazioni ossidative

Caratterizzati dalla presenza della catalasi, enzima capace di scindere il perossido d’idrogeno

Nei perossisomi avvengono delle reazione che prevedono l’ossidazione dei substrati con la

produzione di acqua ossigenata

Ossigeno molecolare viene ridotto nella reazione di ossidazione del substrato

La catalasi catalizza la reazione tra due molecole di perossido d’idrogeno che porta alla

formazione di due molecole d’acqua e una di ossigeno

Altre funzioni:

Beta ossidazione di acidi grassi (fase iniziale che conclude nei mitocondri)

Smaltimento di acido formico, metanolo (xenobiotici)

Ciclo del gliossilato nelle piante che convertono grassi in zuccheri (gliossisomi)

Metabolismo di amminoacidi

Il mal funzionamento dei perossisomi porta a dei deficit prima a livello neurologico poi a livello

fisico fino alla paralisi

Adrenoleucodistrofia

Patologia causata da una mutazione in un gene che codifica per una proteina responsabile del

trasporto degli acidi grassi a catena molto lunga nei perossisomi, portando all’accumulo di questi

Olio di Lorenzo: inibisce la formazione degli acidi grassi a catena molto lunga

Mai provato che sia efficace

SISTEMA DI ENDOMEMBRANE

All’interno della cellula troviamo un

sistema di membrane rappresentato dal

reticolo plasmatico liscio e rugoso e dal

Golgi che svolgono funzioni importanti per

la cellula

Liscio e rugoso morfologicamente diversi

per struttura vescicolare e tubolare e per la

presenza sul RER di ribosomi, non fissi ma

che si localizzano sul RE quando devono

sintetizzare delle proteine che vanno finire

all’interno del RER.

Golgi non collegati fisicamente con il RE

ma funzionalmente attraverso delle

vescicole

Lisosomi e vescicole fanno parte di questo

sistema di trasporto

Reticolo endoplasmatico liscio

• Funzione di sintesi di macromolecole:

Trigliceridi, fosfogliceridi, colesterolo e ormoni steroidei a seconda della cellula e ceramide

(sfingosina con acido gasso)

• Allungamento della catena di acidi grassi e nella modifica del grado di saturazione

• Deposito degli ioni calcio nelle cellule muscolari

• Sede di processi mirati alla detossificazione da farmaci

A livello del RE liscio nel fegato, vi è un sistema di

proteine, citocromo P 450, che aggiunge un gruppo

idrossilico al farmaco rendendolo idrofilo e permettendo

una espulsione migliore attraverso le urine

Può nascere una tolleranza al farmaco perchè con un

uso continuativo, il RE liscio diventa più grande e

amplifica la formazione di enzimi che catalizzano le

reazioni di espulsione, rendendo il soggetto tollerante

• Negli epatociti, responsabili del rilascio di glucosio nel

sangue (glucosio-6-fosfatasi associato al RE)

Quando si è lontani dal pasto il glucosio deve essere

rilasciato nel sangue

Glucosio rilasciato dal glicogeno come glucosio-6-

fosfato

A livello della membrana plasmatica esistono dei

trasportatori che riconoscono solo il glucosio non legato

quindi il fosfato viene rimosso dalla glucosio-6-fosfatasi

presente nel RE liscio

Reticolo endoplasmatico rugoso

Luogo dove si localizzano i ribosomi durante la sintesi proteica

Rappresenta ala prima tappa dello smistamento delle proteine

Le proteine possono essere

sistematizzate mediante due

vie:

Via citosolica: nei ribosomi

liberi nel citoplasma

Proteine vanno nel nucleo,

mitocondri, perossisomi, e

citoplasma

Via vescicolare: ribosomi del

RER

Proteine servono per il reticolo

o intraprendono un percorso

che le porta al Golgi e da lì

rimanere nell’apparato o

ulteriormente trasportate da

vescicole alla membrana o ai

lisosomi

Nel RER e nel Golgi sono

presenti una serie di enzimi che

modificano le proteine per

diversificarle

Apparato di Golgi Costituito da cisterne appiattite riempite di lume

La parte che si trova in prossimità del RE si

cis

chiama

La parte più distale verso la membrana si chiama

trans

RE e Golgi legati funzionalmente

Nel Golgi vengono sintetizzati sfingomielina,

sfingoglicolipidi e si formano le glicoproteine

A livello delle varie vescicole si hanno delle

funzioni diverse che possono anche lavorare in

serie

Lisosomi

Si originano dalla via vescicolare del Golgi

Il lisosoma maturo è caratterizzato da una membrana e da

moltissimi enzimi chiamati idrolasi acide, responsabili della

degradazione di molecole che avviene in ambiente acido

mantenuto da una pompa protonica

Si introducono ioni H+ attraverso il consumo di ATP con

consequente abbassamento del pH

Digeriscono

Materiale extracellulare derivate da fagocitosi

Organuli cellulari: autofagia

Per il rinnovo delle parti delle cellule

Il lisosoma si protegge dall’acidità attraverso delle

proteine glicosilate che costituiscono un rivestimento

protettivo CELLULA EUCARIOTA VEGETALE (19/10)

Parete cellulare

Cellule vegetali possiedono una parete non composta da peptidoglicano che però conferisce

stabilità, impedisce la lisi osmotica

Si distinguono due tipi di parete separate:

Primaria:

80% proteine, polisaccaridi acidi, emicellulosa Secondaria:

20% cellulosa 80% cellulosa

20% proteine e altri tipi si polisaccaridi

Vacuolo

• Immagazzina nutrienti o sostanze di scarto

• Contiene pigmenti

• Mantiene la pressione di turgore

• Luogo di accumulo di sostanze velenose

Plastidi

Delimitati da doppia membrana, possiedono

DNA e ribosomi e all’interno dei plastidi si

hanno:

- Cloroplasti

- Cromoplasti: non possiedono clorofilla ma

altri pigmenti colorati

Spesso si ha una trasformazione dei

cloroplasti in cromoplasti che definisce il

cambiamento di colore durante la maturazione

o l’ingiallimento

- Leucoplasti: plastidi in cui si accumulo Comunicazione tra le cellule definita

l’amido attraverso delle strutture chiamate

plasmodesmi che permettono comunicazione

tra le cellule adiacenti

Membrane cellulari

Esistono molti tipi di membrana cellulare che si differenzia da tipo cellulare ma che hanno gli

stessi ruoli fondamentali

• Compartimentazione

• Barriera con permeabilità selettiva dipendente da proteine di membrana

• Trasporto di sostanze

• Supporto fisico per attività enzimatiche

• Risposta a segnali esterni

• Interazioni intercellulari

• Trasferimento di energia

Storia della scoperta della membrana cellulare a)Overton 1890: si osserva che

attraverso delle membrane isolate

potevano passare sostanze polari di

natura lipidica ma respinte le sostanze

polari

Osservazione: doveva essere composta

da lipidi

b)Langmuir: fosfolipidi come

componente lipidica delle membrane e

trova il modo di isolarli in solventi

organici, benzene. La componente

lipidica veniva estratta nel benzene

perchè apolare e faceva stratificare

nell’acqua formando uno strato di

fosfolipidi con la testa sull’acqua

c)Gorter e Grendel 1925: prendendo un

certo numero di eritrociti e la superficie

di uno singolo trovarono una superficie

totale. Estrassero i fosfolipidi e li fecero

stratificare e misurarono la superficie

che occupavano. Questa risultava la

metà

Deduzione: i fosfolipidi si dispongono

su un doppio strato

Dubbi: modello che non permette il

passaggio di sostanze polari o cariche

Caratteristiche di tensione superficiale

diversa dalla cellula vera e propria

d)Davson e Danielli 1935: ipotizzano

doppio strato superficiale di proteine

con modello a sandwich

Avvalorato dallo studio di micrologia

e) Robertson: osserva al microscopio

elettronico le membrane di molte cellule

e le membrane degli organuli e ipotizza

un modello unitario di membrane con

struttura fondamentale con struttura

trilaminare

Condsiderazioni: dimensioni della

membrana = 7-8 nm

Code dei fosfolipidi = 5-6 nm

Teste e proteine = 1-2 nm

Non sufficiente per la grandezza delle

proteine

f) Singer e Nicolson 1972

Proteine poste all’interno della

membrana

Se le proteine fossero disposte a strato,

l’azione di enzimi come le fosfolipasi

sarebbe lenta perché non arriverebbero

ai fosfolipidi

In realtà si ottiene una disgregazione

per cui i fosfolipidi sono accessibili alla

fosfolipasi e quindi le proteine sono

disposte in maniera non continua

Modello a mosaico fluido

g)Unwin e Henderson

Doppio strato di fosfolipidi attraversato

da proteine intrinseche e estrinseche

Modello a mosaico fluido

Mosaico per la composizione lipidica e

proteica

Fluido per l’elasticità della membrana

Lipidi di membrana:

Fofsoglicerolipidi e fosfosfingolipidi

Glicolipidi

Colesterolo (negli animali)

Fitosteroli (nelle piante)

Opanoidi (nei batteri)

Doppio strato asimmetrico

La criofrattura permette di studiare la

struttura dei due foglietti fosfolipidici

Le cellule vengono messe in azoto liquido e con una lama sottile viene fatto un taglio nella

membrana nel punto di minore fragilità (code dei fosfolipidi)

Le proteine vengono trattate con metalli pesanti Proteine possono attraversare più volte

il doppio strato, proteine moltipasso, e

spesso la parte che l’attraversa è a alfa-

elica

Proteine possono essere

a)integrali o intrinseche

b)Periferiche o estrinseche

c)Maggiormente ancorate al doppio

strato attraverso delle catene di acidi

grassi o idrocarburi o ancorate ad un

fosfolipide c