Riassunto esame Citologia e istologia: laboratorio, Prof. Merico Valeria, libro consigliato Biologia. Cellula e tessuti , Colombo, Olmo

LIPIDI

Tutti i lipidi sono insolubili in acqua e solubili in solvente organici apolari.

Essi si possono dividere in:

Saponificabili (o complessi): trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi

- Non saponificabili (o semplici): steroidi, vitamine liposolubili

-

Le funzioni principali dei lipidi:

• Riserva energetica (trigliceridi)

• Funzione strutturale (fosfolipidi)

• Funzione regolatrice (ormoni steroidei)

• Funzione idrorepellente (cere) Biologia animale Pagina 7

Trigliceridi

--> tri-esteri del glicerolo

Trigliceridi svolgono importanti funzioni logiche negli organismi:

Riserva energetica

- Formano uno strato adiposo sottocutaneo --> isolamento termico

- Servono per l'assorbimento delle vitamine liposolubili nell'intestino

-

Acidi grassi

Queste lunghe molecole sono acidi carbossilici con una catena idrocarburica dai 4 ai 36

atomi di carbonio.

Saturi: la catena idrocarburica è formata solo da legami semplici (origine animale).

- Insaturi: la catena idrocarburica è formata da almeno un doppio legame (origine

- vegetale).

Fosfolipidi

--> testa polare - glicerolo - testa apolare : molecola anfipatica

Testa polare Coda apolare

Colesterolo

• Molto presente nei tessuti animali

• Alcol steroideo con un gruppo alcolico, un doppio legame, catena alifatica e due gruppi metilici.

Il colesterolo è presente nelle membrane cellulari e conferisce delle caratteristiche fluide. È presente

anche nelle guaine mieliniche e favorisce la trasmissione del sagnale elettrico.

Il colesterolo viene trasportato nel sangue mediante le lipoproteine:

• Lipoproteine a bassa densità o LDL: traportano il colesterolo nato nel fegato alle cellule

• Lipoproteine ad alta densità o HDL: trasportano il colesterolo in eccesso al fegato.

Biologia animale Pagina 8

MEMBRANA CELLULARE

Nella cellula troviamo diverse membrane:

- membrana plasmatica --> delimita il volume totale della cellula

- nei mitocondri --> membrana interna e membrana esterna

- nei cloroplasti

- i vacuoli

- membrana nucleare --> delimita il nucleo e contiene le caratteristiche ereditarie

- lisosomi e perossisomi

- reticolato endoplasmatico

- apparato di Golgi

Queste membrane possono essere osservate tramite il microscopio elettronico.

microscopio elettronico (0,2 nanometri)

- microscopio ottico (0,2 micron)

-

Funzioni delle membrane:

- Comunicazione: dispone diverse vie di comunicazione per entrare in contatto con altre cellule.

- Connessione intercellulare: è capace di unire diverse cellule per creare un tessuto.

- Barriera fisica: separa l'ambiente esterno con l'ambiente interno.

- Permeabilità selettiva: permette il passaggio di sole alcune molecole.

Proprietà particolari delle membrane:

- Delimitano diverse localizzazioni specifiche

- Aumentano la velocità di reazione --> questo perchè la membrana rende più efficace la reazione,

ma non perchè interviene come un catalizzatore.

- Separano i composti.

- Permettono diverse funzioni nello stesso momento.

- Possono essere superfici di lavoro per alcune reazioni.

- Sono una barriera.

- Sono dei magazzini di energia grazie al loro gradiente elettrochimico.

Forma delle membrane:

- Un solo strato: micelle --> la parte idrofobica è all'interno e le teste sono all'esterno.

- Due strati: liposome --> le code sono in contatto tra loro e le teste delineano la parte interna e la

parte esterna.

Modello Sandwich

Nel 1925 Garter e Grendel stabilirono che la membrana plasmatica era una membrana a

- doppio strato.

Nel 1935 Davson e Danielli riuscirono a studiare la membrana plasmatica dei globuli rossi,

- ossia una membrana a doppio strato fosfolipidico con diverse proteine di membrana.

Inizio anni '50 --> oltre al doppio strato fosfolipidico sono presenti due strati proteici ''fissi''.

-

Modello del Mosaico Fluido

- Fine anni '50 --> grazie ai primi microscopi elettronici si scopre che la membrana è uniforme e

sottile

- Negli anni '60, sempre Davson e Danielli, videro che l'organizzazione delle proteine sulla

membrana non era omogenea. Biologia animale Pagina 9

Componenti della membrana:

• Componente lipidica

○ Fosfolipidi Testa idrofila

Coda idrofila

○ Sulla membrana cellulare è possibile trovare delle zattere lipidiche, chiamate anche

''raft'', composte da sfingolipidi e colesterolo. Queste piccole regioni di membrana

sono blocchi più resistenti e più ordinati.

○ Il colesterolo è presente in tutte le membrane cellulari e conferisce fluidità e

flessibilità

• Componente proteica

Il proteine di membrana costituiscono il 50 della massa della membrana cellulare.

○ Proteine integrali

▪ Monotopica

▪ Multipasso: attraversano lo strato fosfolipidico più di una volta

▪ Monopasso: attraversa lo strato fosfolipidico una sola volta

○ Proteine periferiche: esse sono legate alla membrana tramite delle catene di

oligosaccaridi

○ Proteine ancorate: possono essere sia interne che esterne e si legano ai lipidi di

membrana

• Componente glucidica

○ Glicoproteine: spesso svolgono funzioni di ricettori

○ Glicocalice: è formato da catene di zuccheri e può circondare l'intera cellula. Ha

funzioni di comunicazione e riconoscimento.

Movimenti dei fosfolipidi

I fosfolipidi hanno la capacità di muoversi all'interno della membrana cellulare. Infatti possono

muoversi orizzontalmente in un modo non controllato e possono cambiare lo strato

fosfolipidico grazie all'intervento di specifici enzimi:

• Flippasi: grazie all'idrolisi di una molecola di ATP un fosfolipide del compartimento extra-

cellulare viene spostato nel compartimento intra-cellulare.

• Floppasi: ha la funzione inversa della flippasi.

• Scramblasi: questo enzima ha la capacità di spostare due fosfolipidi

contemporaneamente da un compartimento all'altro e viceversa e non gli occorre

l'energia prodotta dall'ATP siccome sfrutta l'energia creata dalla scambio dei due lipidi.

Questo è una caratteristica che dimostra il Modello del Mosaico Fluido.

Biologia animale Pagina 10

Il passaggio di molecole nella membrana cellulare:

• Trasporto passivo: avviene sempre secondo gradiente di concentrazione (regione più concentrata

verso la regione meno concentrata). Si chiama trasporto passivo perchè questo equilibro tende a

crearsi senza un utilizzo di energia.

○ Diffusione semplice: il passaggio di molecole apolari o piccole molecole polari è possibile grazie

ai movimenti dei fosfolipidi della membrana, i quali creano dei piccoli varchi.

Fattori che influenzano la velocità di trasporto :

- Gradiente di concentrazione delle due regioni

- Grandezza della molecola

- Lipofilia: le molecole apolari effettuano il passaggio più facilmente siccome è più facile per loro

a legarsi ai grassi.

○ Trasporto selettivo: gli ioni attraversano la membrana grazie a dei canali ionici, ossia delle

proteine di membrana. I canali ionici hanno un trasporto selettivo siccome permettono

l'attraversamento solo per alcuni ioni.

Fattori che influenzano i canali selettivi:

- Interazione tra lo ione e l'ossigeno delle molecole di acqua.

- Legame con un ligando: un gruppo fosfato si lega al canale ionico e avviene un cambiamento

conformazionale

- Differenza di potenziale

- Temperatura

- Energia meccanica

○ Carrier: in italiano ''trasportatori'', sono delle proteine di membrana che secondo il gradiente di

concentrazione trasportano molecole all'interno o all'esterno della membrana (disegno). I

carrier più importanti della cellula sono quelli del glucosio.

Il glucosio riesce a incastrarsi all'interno della proteina carrier e questo permette un

cambiamento di conformazione --> la proteina si chiude. Dopodichè la proteina integrale si apre

verso la regione con una concentrazione minore.

Fattori che influenzano la velocità dei carrier:

- gradiente di concentrazione

- diverse molecole .

Biologia animale Pagina 11

○ Osmosi: è un movimento netto di acqua

attraverso una membrana dalla parte meno

concentrata a quella più concentrata.

Esiste una pressione osmotica (forza che

agisce sulla parte più concentrata) che non

permette il passaggio di molecole di acqua.

- Soluzione ipotonica: la cellula che si trova

in questa soluzione tende ad acquistare

molecole di acqua, gonfiandosi.

- Soluzione ipertonica: la cellula che si trova

in questa soluzione tende a liberare acqua

all'esterno, disidratandosi.

- Soluzione isotonica: la concentrazione

all'interno della cellula è uguale a quella

della soluzione esterna.

○ Trasporto di membrana mediante azione di acquaporine, ossia proteine di membrana a 6 domini

capace di creare un canale che consente il passaggio di molecole di acqua. Le acquaporine

permettono il passaggio di milioni di molecole di acqua al secondo.

• Trasporto attivo: a differenza da quello passivo, il passaggio è dalla regione meno concentrata a quella

più concentrata, infatti va contro al gradiente di concentrazione. Per questo tipo di passaggio occorre

utilizzare delle molecole di ATP. Grazie all'idrolisi dell'adenosina trifosfato viene liberata energia e la

pompa permette il passaggio di molecole.

○ Pompa sodio-potassio (Na/K-ATPasi): gli ioni sodio sono più concentrati all'esterno, mentre gli

ioni potassio sono più concentrati all'interno. Per il gradiente di concentrazione le due soluzioni

cercano di trovare un equilibrio, ma la cellula vuole mantenere questa differenza di

concentrazione/potenziale per la propagazione dei segnali elettrici.

○ Pompa di tipo V: questa pompa serve per concentrare all'interno dei lisosomi ioni di idrogeno per

abbassare il pH (si attiva il processo enzimatico).

○ Trasporto attivo secondario: questo trasporto non sfrutta l'idrolisi dell'ATP, ma l'energia che si

genera con dei diversi gradienti di concentrazione ionici.

Ad esempio la pompa Na/K-ATPasi mantiene bassa la concentrazione di ioni sodio all'interno della

cellula e attraverso la proteina SGLT1 il glucosio entra nella cellula perché essa si apre per far

entrare lo ione sodio. Biologia animale Pagina 12

CITOSCHELETRO

È costituito da una fitta rete di proteine e ha molte funzioni:

Funzioni di movimento intracellulare

- Sostenimento e mantenimento della cellula

- Contribuisce alla divisione cellulare

- Le numerose fibre del citoscheletro vanno ad avvolgere i diversi organelli cellulari.

• I microtubuli (25 nm): sono costituito da proteine globulari