Riassunto esame Citologia, Prof. Carata Elisabetta, libro consigliato Cellula e tessuti, Colombo e olmo

LE MACROMOLECOLE

Come si arriva dall'atomo alla materia vivente?

ATOMI → PICCOLE MOLECOLE → MACROMOLECOLE

organizzate in polimeriunità ripetute

se sonoUGUALI → omopolimeri(glicogeno)

se sonoDIVERSE → eteropolimeri(glicoproteine)

legate fra lorodalegami covalenti

ZUCCHERI → CARBOIDRATI

ACIDI GRASSI → LIPIDI

AMMINOACIDI → PROTEINE

NUCLEOTIDI → ACIDI NUCLEICI

I CARBOIDRATI

o glucidi

si dividono in:

• monosaccaridi

  • ribosio
  • desossiribosio
  • glucosio
  • fruttosio
  • galattosio

• oligosaccaridi

  da 2 a 10 monosaccaridi:

  • maltosio
  • lattosio
  • saccarosio

• polisaccaridi

  sostanze con peso molecolare composto tra decine di migliaia e milioni di Dalton

  • molecole molto grandi di riserva

  stoccate sottoforma di:

  • (animali) GLICOGENO [α-glucosio]
  • (vegetali) CELLULOSA [β-glucosio]
  • AMIDO [α-glucosio]

interagiscono grazie ai gruppi aldeidici (R-CH₂O) e chetonici (R-C_=O-R') per i quali vengono anche chiamati aldeidi e chetoni

il diverso orientamento del gruppo OH porta alla formazione di isomeri

come si formano i polimeri?

CONDENSAZIONE

eliminano acqua

-H₂O

I saponi sono composti da acidi grassi e le code idrofobe sono dirette verso l'interno, dove interagiscono con il materiale grasso che deve essere solubilizzato, le teste in superficie interagiscono con l'acqua.

La fosfatidilserina si trova sempre nel versante intracellulare, se si trova in quello extracellulare, significa che la cellula è APOPTOTICA (morte).

LE PROTEINE

monomero: amminoacido

• contengono gruppi carbossilici e aminici legati ad un singolo atomo di Carbonio
• Sono le subunità delle proteine
• Ci sono circa 20 amminoacidi comuni nelle proteine (9 nonpolari, 6 polari, 2 acidi, 3 basici)

STRUTTURA DI UN AMMINOACIDO

legame peptidico

g aminico

COOH

Le macromolecole interagiscono tra di loro in maniera non covalente per formare le strutture più grandi della cellula (ex. organelli cellulari).

MEMBRANE BIOLOGICHE

La membrana plasmatica

costituite da lipidi e proteine (legati a carboidrati)

dove le troviamo?

• confini cellulari (membrana plasmatica)
• organelli intracellulari (endomembrane)
• nucleo e mitocondri hanno una membrana doppia;
• golgi, RE (reticolo endoplasmatico) e lisosomi hanno membrana singola

Come sono fatte?

doppio strato fosfolipidico

teste idrofile all'esterno

code idrofobiche all'interno

Come è stato scoperto?

nel 1925 Gorter e Grendel misurarono l'area coperta dai lipidi estratti dalla membrana cellulare di eritrociti e scoprirono che era il doppio della superficie della cellula. Per le varie interazioni e la presenza di acqua sia all'interno che all’esterno della cellula, l'unica disposizione possibile era quella di due foglietti, uno rivolto verso l'interno della cellula ("foglietto citoplasmatico o esterno) e uno verso l’esterno (foglietto esterno o esoplasmatico)

Se il passaggio delle due molecole avviene nello stesso senso, il passaggio è definito simporto, in caso contrario è detto antiporto.

... e proteine canale (permettono il passaggio di acqua e determinati ioni in condizioni termodinamicamente favorite, cioè secondo il gradiente di concentrazione o il gradiente elettronico. A differenza dei trasportatori possono essere aperte o chiuse; l'apertura può avvenire in seguito a precisa segnalazione.)

Il passaggio attraverso uno di questi è detto → diffusione facilitata. Ma l'acqua come attraversa la membrana?

Osmosi

è il passaggio netto di acqua attraverso una membrana semipermeabile, come quella plasmatica. Le molecole d'acqua attraversano lo strato per diffusione, cioè senza consumo di energia, fino a quando le due concentrazioni saranno ISOTONICHE. Le due soluzioni possono essere anche IPERTONICHE (la soluzione A è più concentrata) o IPOTONICHE (B è più diluita).

Qual è la situazione ottimale delle cellule?

cellula animale

cellula vegetale

○ ○

Il passaggio di acqua è permesso anche dalle acquaporine (una classe di proteine integrali che permette il passaggio selettivo di acqua. Infatti sono chiamate anche “canali acqua”. Sono composte da 4 subunità proteiche ognuna delle quali agisce come un canale, le molecole passano secondo il gradiente di concentrazione in singola fila come gli ioni. Esistono più di 10 tipi di acquaporine nell’uomo e il loro malfunzionamento porta a malattie come il diabete insipido.)

di legare le proteine α-snare (presenti sul bersaglio) formando un fascio a 4 filamenti ad α-elica. Viene poi esercitata una forza determinata dalla torsione della proteina snare che permette l'avvicinamento della vescicola alla membrana bersaglio, e in seguito la fusione delle membrane favorendo la confluenza dei lipidi in un unico doppio strato. Le proteine snare permettono alle vescicole di riconoscere la membrana bersaglio con cui si devono fondere e mediano la fusione dei foglietti lipidici delle membrane. Oltre le proteine snare, alla fusione partecipano delle proteine aggiuntive note come "proteine di fusione", che formano il complesso di fusione che catalizza il processo allontanando le molecole di acqua dalla superficie idrofila delle due membrane. Eliminata l'acqua si ha la fusione delle due membrane. I complessi snare vengono distaccati da altre proteine in modo che vengano riutilizzati.

• Traffico vescicolare in uscita

Per lo smistamento intervengono segnali localizzati sulla proteina. Le vescicole che gemmano dalla faccia trans dell’apparato del Golgi possono intraprendere due strade: la via di secrezione (esocitosi) o la destinazione verso i lisosomi:

ESOCITOSI

il materiale destinato alla secrezione viene confezionato in vescicole di secrezione che si distaccano dal reticolo trans dell’apparato di Golgi. Queste vescicole possono seguire due comportamenti.

SECREZIONE COSTITUTIVA SECREZIONE REGOLATA

COMPARTIMENTAZIONE CELLULARE

Come è fatta una cellula eucariota? ➞ COMPARTIMENTAZIONE

nel citoplasma sono presenti diverse regioni, compartimenti e organuli ognuno specializzato in particolari funzioni. Sono costituiti da sistemi chiusi di endomembrane che definiscono spazi luminali con uno specifico ambiente.I principali sono:

• reticolo endoplasmatico (è il compartimento più abbondante)
• apparato di Golgi
• mitocondrio
• vesicole (lisosomi e perossisomi)

Reticolo Endoplasmatico

è un intreccio di membrane interconnesse tra loro che si estende per tutto il citoplasma. È una struttura estremamente dinamica, si divide in: reticolo endoplasmatico liscio (REL), rugoso (RER) e nucleare.

• RER: è ricoperto di ribosomi ancorati alle membrane tramite proteine dette riboforine ed è sede della sintesi proteica
• REL: è strutturalmente diverso dal RER, non ha ribosomi sulla sua superficie e tendenzialmente non forma cisterne ma tubuli di membrana ramificati e collegati tra loro (struttura tipica del movimento di riarrangiamento)
• Nucleare: associazione del reticolo e specifiche proteine come le lamine

FUNZIONI DEL RETICOLO ENDOPLASMATICO

• trasporto di proteine appena tradotte dai ribosomi
• glicosilazione di proteine e indirizzamento di queste verso le sedi finali
• controllo e degradazione di proteine mal ripiegate
• riserva di ioni Ca²⁺ (utile in processi cellulari come l'apoptosi)
• detossificazione di sostanze estranee
• omeostasi della risposta cellulare allo stress ossidativo (ROS) e dell'azoto (NOS)