Anatomia 1

2 ottobre 2017

CLASSIFICAZIONE VIVENTI

procarioti | eucarioti(batteri e archeobatteri)

Differenze macroscopiche: cellula eucariota circa 10 volte più grande linearmente e 1000 volte più grande di volume

Differenze microscopiche:

• struttura complartimentata con un sistema di membrane (strati di fosfolipidi)
• DNA racchiuso nel nucleo
• DNA sviluppato
• no parete cellulare ma insieme di proteine che formano il citoscheletro

- conferisce la forma, la resistenza meccanica e permette il movimento cellulare

→ PROTISTI: organismi eucarioti unicellulari che hanno forme molto diverse fra loro e si differenziano per il tipo di sostentamento.

• protozoi → fagocitosi
• alghe → fotosintesi
• funghi → si nutrono di sedati (sostanze azotate)

ORGANISMI MODELLO

Organismi utilizzati come campioni.

• ESCHERICHIA COLI: procariote; batterio a forma di bastoncello; è della flora batterica intestinale. Ha una sola molecola circolare di DNA e 4 milioni di nucleotidi.È utilizzato perché si replica velocemente ed è facile modificare il DNA.
• Usato per studiare la replicazione e la sintesi.

CLASSIFICAZIONE VIVENTI

procarioti - eucarioti (batteri e archeobatteri)

Differenze macroscopiche: cellule eucariote circa 10 volte più grandi linearmente e 1000 volte più grandi di volume

Differenze microscopiche:

• struttura (compartimentata con un sistema di membrane (strati di fosfolipidi))
• DNA racchiuso nel nucleo
• DNA sviluppato
• no parete cellulare ma insieme di proteine che formano il citoscheletro
  • conferisce la forma, dà resistenza meccanica e permette il movimento cellulare

→ PROTISTI: organismi eucarioti unicellulari che hanno forme molto diverse fra loro e si differenziano per il tipo di sostentamento.

• protozoi → fagocitosi
• alghe → fotosintesi
• uomiti → si nutrono di esadeti (sostanze azotate)

ORGANISMI MODELLO

→ organismi utilizzati come campioni

• ESCHERICHIA COLI: procariote; batterio a forma di bastoncello, è della flora batterica intestinale. Ha una sola molecola circolare di DNA e 4 milioni di nucleotidi.
  • È utilizzato perché si replica velocemente ed è facile modificare il DNA
  • Usato per studiare la replicazione e la sintesi

• SACCHAROMICES CEREVISIAE: eucariote unicellulare Contiene 13 milioni di copie di nucleotidi e si riproduce velocemente. Quando ci sono condizioni favorevoli si riproduce per mitosi, altrimenti, tramite la meiosi, produce le spore. Queste proliferano ripercorrendo la cellula diploide. Usato per studiare il ciclo cellulare
• CAENORHABDITIS ELEGANS: verme eucariote pluric. Formato sempre da 959 cellule (97 milioni di nucleotidi) e si sviluppa in un paio di giorni. Usato per studi sullo sviluppo e sui meccanismi di morte cellulare avendo un ciclo breve (anche di apoptosi)
• DROSOPHILA MELANOGASTER eucariote pluricellulare (moscerino della frutta), contiene 120 milioni di nucleotidi e presenta cromosomi giganti. Usata per studi di genetica
• ZEBRAFISH: eucariote pluricellulare, pesce molto piccolo, molto utilizzato perchè economico, facile da riprodurre e presenta similitudini con l’uomo (80% di genoma corrispondente) Ha embrioni trasparenti ed è possibile osservare lo sviluppo degli organi. E’ facile ottenere il consenso per la sperimentazione. Studi sullo sviluppo e sui cancro
• TOPO eucariote pluricellulare con genoma sequen- ziato e possibilità di avere geni mutanti Si studiano le patologie umane ma anche le cure farmacologiche

COLTURE CELLULARI: popolazioni omogenee di cellule che si ottengono isolando le singole cellule da un tessuto.

• Metoduti di espinato: si sminuzza il tessuto e lo si pone nel terreno. Successivamente le cellule migrano fuori dal tessuto e si riproducono.
• Disgregazione enzimatica: si distrugge il tessuto con enzimi proteolitici (tripsina) e EDTA (elimina il calcio che permette l’adesione cellulare).

Con le colture si ottiene una popolazione eterogenea quindi si utilizzano dei terreni selettivi o l’uso dell’immunoseparazione.

3.10.₁₂

ANTICORPI: per ottenere una miscela omogenea ci sono due metodi sfruttando il legame anticorpo-antigene:

• Utilizzo di una sostanza fluorescente e dei cell-sorier in cui avviene la sospensione cellulare. Si formano delle goccioline che passano davanti a un laser; quelle con la sostanza fluorescente ricevono una carica negativa e vengono deviate dal campo elettrico (molto costoso per la macchina).
• Si utilizzano biglie magnetiche e quindi non serve troncosfere il colore. Si utilizza un magnete che attrae a sé le sostanze con l’anticorpo. Immunoseparazione magnetica.

Si possono ora coltivare nella capsula di Petri su un terreno adatto o le è possibile congelarle e conservarle con azoto liquido.

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Colture primarie: cellule estratte da un tessuto

• sono simili al tessuto di origine
• perdono la similitudine dopo tempo
• smettono di proliferare e muoiono

ad ogni replicazione verrebbero a mancare pezzi di nucleotidi e allora esistono dei cappucci (telomeri) che si consumano e poi si riserva grazie all'enzuma telomerasi.

Nelle colture venendo a mancare l'enzuma si attivano dei meccanismi di controllo che impediscono la successione e portano all'apoptosi.

Colture immortalizzate:

derivano sempre dai tessuti ma vengono modificate:

• aggiungendo il gene che codifica l'enzuma telomerasi
• si aggiungono gli oncogeni (proteine derivanti da cellule tumorali che bloccano i meccanismi di controllo)

Applicazioni:

• applicazione dei farmaci
• studio delle interazioni tra le popolazioni
• organismi produttori di macromolecole (anticorpi)
• organismi dai cui estrarre organelli
• studio dei meccanismi fisiologici
• medicina rigenerativa

LIPIDI

classe eterogenea di molecole caratterizzate da scarsa solubilità nei solventi polari (sono molecole apolari, solubili nell'olio)

• Principalmente
• deposito di energia
• compongono le membrane
• funzione protettiva
• permettono la comunicazione tra le cellule (ormoni) e intracellulare (messaggeri intercellulari)

Esistono tre classi: semplici, complessi e steroidi

• Entrambi sono costituiti da acidi grassi formati da legami covalenti non polari e da un gruppo carbossilico.

Saturi: formati da legami singoli, non formano una piegatura e quindi si impacchettano facilmente. Insaturi: formati da doppi legami con la comparsa di una piegatura e quindi creano spazi.

Lipidi semplici (gliceridi)

Formati da una molecola di glicerolo che reagisce con l’acido grasso dando origine a:

• Monogliceride o monoailglicerolo
• Digliceride o diailglicerolo
• Trigliceridi o triailglicerolo

Compiti principali: deposito di energia e funzione protettiva (tessuto adiposo).

Lipidi complessi

Formati da una piccola parte polare e una parte più grande apolare. Esistono due classi:

• Glicerofosfati/fosfogliceridi: Sono composti da una molecola polare (colina, serina, etanolammina e inositolo) e da un acido fosfatidico.
• Glicerolo, 2 acidi (uno saturo e uno non saturo) + acido fosforico

• Sfingolipidi: Formati da una cerammide (simile all’acido fosfatidico) ma al posto del glicerolo si trova un amminoalcol.

che lega a un gruppo fosforico e a una molecola polare (sfingomielina) oppure a un monosaccaride (glicosfingolipide)

I lipidi complessi presentano una testa polare (idrofila) e una coda apolare (idrofobica) e quindi sono dette molecole antipatiche

micelle - film - doppi strati

● STEROIDI

Struttura completamente diversa - ha un sistema a quattro anelli. una struttura apolare (per i legami carbonio-carbonio) ma molto rigida per la fusione degli anelli.

É uno steroide ed é il colesterolo che produce ormoni steroidei (testosterone e progesterone)

MEMBRANE

Strutture molto sottili (5nm) formate da un doppio strato di lipidi in cui sono immerse le proteine ed interagiscono in modo non covalente (van der Waals)

Struttura fluida (al di sotto di una temperatura cristallizza), dinamica (movimento dei lipidi e in continuo rinnovo). É asimmetrica

● Componente lipidica: funzione protettiva in quanto permeabile a sostanze apolari e impermeabile a sostanze polari.

- glicolipidi (con catene zuccherine) che sono gli sfingolipidi (divisi in cerebrosidi e gangliosidi) con carica negativa e il glucoside.

acile-glicerolo (monosaccaridi) e glicerolo + 2 molecole di acido grasso

Sono localizzati all’esterno e hanno funzione di riconoscimento cellulare

glicerofosfatidi spesso con la serina (fosfatidilserina) si trovano all’interno mentre quando la cellula sta morendo vanno a1l’esterno

colesterolo: molecola apolare con gruppo OH polare (testa, quattro anelli di carbonio)

Irrigidiscono la membrana ma ne aumentano la fluidita

Movimenti:

• diffusione laterale
• rotazione delle code
• flessione delle code
• movimento flip-flop (interno esterno)

Proteine: in ogni solida ma il numero dipende dalla funzione che deve essere subito

Compiti:

• trasporto: trasportano molecole o soluti da un 1ato all’altro
• attivita enzimatica: catalizzano reazioni interne alle cellule
• riconoscimento: riconoscono altre cellule
• trauduzione: lega con proteine extracellulari e avvia segnali
• adesione: lega le cellule (epiteliali o alla matrice)

Tipi di proteine:

• intrinsecne (traspassano il doppio strato, trasporto)
• periferiche
• ancorate ai lipidi

legami non covalenti

enzimi facili da estrarre

legami solidi

Per isolare le proteine intrinseche va distrutto il tessuto

• molecole anfipatiche (detergenti) che formano dei cunèi tra i lipidi

Per separare le proteine (mobilità ridotta) si usano giunzioni bivalenti che bloccano la diffusione laterale o si fissano le proteine ai filamenti citoscheletrici.

Riconoscimento Globuli

Le catene oligosaccaridiche legate ai lipidi classificaono la presenza dei ABO

Ogni gruppo ha un antigene e presenta un agglutinogeno e un agglutinine (anticorpo)

Durante le trasfusioni AB può ricevere da tutti ma donare solo a se stesso.

Nei caso di legame agglutinogeno-agglutinine i globuli rossi creano ammassi, ostruiscono le vie e causano l'emolisi

• Fattore RH
• RH+: presenza agglutinogeno RH assenza anti RH
• RH-: assenza RH presenza anti-RH dopo il contatto con RH positivo

5 ottobre 2013

RICONOSCIMENTO ISTOCOMPATIBILITÀ

Proteine transmembrana con una tasca (affluamento) che serve per legare i peptidi che provengono dalla de-ge-stione proteica.

• Esistono due antigeni, MHC o HLA (leucociti antigeni - umani)
• I classe = meccanismi di rigetto su tutte le cellule
• II classe = cellule immunocompetenti che sono in grado di fagocitare (presentano l'antigene)

I peptidi che derivano da cellule legano con gli MHC di II classe e sono coinvolti nel riconoscere molecole strane o patogene. Quelli di I classe legare con proteine endogene.

I linfociti T nel timo subiscono un processo che li porta a una bassa affinità di legame con le proteine cellulari ma una forte con gli agenti patogeni estranei: (con i cioè non avviene mentre i non self attivano i linfociti che avviano la risposta immunitaria)

Sopra alla membrana c'è una struttura zuccherina di rivestimento → GLICOCALICE (con zuccheri abbond)

→ proteoglicani (molecole voluminose con grande parte proteica) che ha funzione protettiva, riconoscimento cellulare e assorbimento.

→ a livello intestinale assorbimento di enzimi

→ permettono la demolizione delle sostanze

Passaggi Soluto

La cellula presenta concentrazioni di ioni tra il citoplasma e gli organuli.

• Ione Sodio: extracellulare 145 mM (milimolare) intracellulare 5-15 mM
• Ione Potassio: extracellulare 5 mM intracellulare 140 mM

• Differenza di carica: all'interno deficit di ioni positivi (O) e all'esterno abbondanza (O).

Potenziale di riposo: -70 mV

Modalità di passaggio:

1. passivo
2. diffusione
3. attivo

Il trasporto secondo gradiente va da dove il soluto è maggiore a dove è minore e non richiede energia.

Bisogna tener conto delle differenze di concentrazione e differenze di cariche.

Più veloce perché le cariche opposte si attraggono

Diffusione semplice (via translipidica)

Attraversa tra i lipidi ma solo molecole lisistrene e non polari (gas, ormoni steroidei, H2O)

• Maggiore è la concentrazione di gradiente maggiore è la velocità
• Più piccola è la dimensione più è veloce
• Più è solubile in olio più è veloce

Il passaggio dell'acqua dipende dall'osmosi (flusso d'acqua attraverso una membrana semipermeabile).

L'acqua si muove da dove non c'è, soluto a dove c'è in abbondanza. Passando aumenta il livello dell'acqua e la pressione idrostatica riporta l'acqua nel primo comparto.

Nella cellula la pressione interna deve corrispondere a quella esterna (soluzione isotonica) per avere un continuo flusso d'acqua.

• Ipertonica
  • L'acqua esce e la cellula si raggrinzisce
• Ipotonica
  • L'acqua entra facendo gonfiare la cellula

Per grandi quantità si usano le acquaporine (proteine transmembrane scoperte da Peter Agre)

Si trovano per esempio nelle cellule tubuli renali a livello del cristallino e ghiandole in cui c'è un passaggio massiccio di acqua.

2) DIFFUSIONE FACILITATA

Servono proteine di membrana che permettono di far passare ioni e molecole polari (glucosio). Esistono due modi:

1. Trasportatori (carrier) chiamati anche permeasi passive, caricano uno o più molecole, cambiano di conformazione e le rilasciano cambiando di nuovo l'affinità se no ci sarebbe difficoltà nel rilascio.

2. Può essere bloccato da inibitori che possono essere competitivi (si adagiano al posto oppure l'enzima) o non competitivi (fanno cambiare la conformazione).

Le granelie di concentrazione non fa aumentare la velocità perché i siti di legame sono in numero fisso.

es. Trasporto del glucosio: entra per trasporto passivo perché la concentrazione extracellulare è maggiore. Entra attraverso i trasportatori GLUT e per mantenere la minoranza viene trasformato in glucosio-6-fosfato (prima fase della glicolisi o per conservarlo come glicogeno).

Il trasporto non è continuo perché il GLUT 4 non è sulla superficie ma racchiuso in vescicole in modo che si possa modulare la quantità di glucosio.

Quando mangiamo carboidrati: produzione di insulina che induce l’esocitosi ponendo GLUT 4 sulla membrana.

2) Canali ionici: diffusione 100 volte maggiore perché passa un milione di ioni ma i canali sono selettivi (canale sodio, canale calcio...) filtro di selettività. Il canale si apre al cambiare del voltaggio, quando si unisce un ligando (neurotrasmettitori, ormoni e secondi messaggeri) o per uno stress meccanico (come la distensione della parete cellulare).

a) Voltaggio: si aprono quando si raggiunge il livello soglia di -55mV e si aprono di conseguenza ai canali sodio (seconda depolarizzazione)

b) Neurotrasmettitori (membrana post sinaptica). Quando arriva un impulso si aprono canali cationici e i neurotrasmettitori vanno nello spazio sinaptico. Aprono i canali e alla fine vengono riassorbiti o degradati. I neurotrasmettitori eccitatori aprono canali cationici (Na⁺) facendo aumentare il potenziale fino al livello soglia, quelli inibitori, aprono al cloro rendendo il potenziale ancora più negativo.

I canali ionici sono bersaglio di farmaci che bloccano il rilascio dei neurotrasmettitori o bloccano il recettore.

• Tossina botulinica: blocca il muscolo striato scheletrico perché non si ha il rilascio dell’aceticolina
• Tossina tetanica: contrazioni involontarie

• cocaina e anfetamina bloccano il degrado della dopamina (neurotrasmettitore del sistema limbico che provoca piacere)

9 ottobre 2012

TRASPORTO ATTIVO

Avviene secondo gradiente contrario: il soluto va da dove è meno concentrato a dove è più concentrato.

In questo modo va de 》ě una sostanza nutrizionale anche se la concentrazione intracel lùlare maggiore per eliminare macromolecole della cellula.

• mediato da proteine transmembrana (permeasi attive) che possono essere:
  • uniporto: unica direzione e unica proteina
  • simporto: unica direzione e due proteine
  • antiporto: due direzioni e due proteine

È un trasporto specifico e saturabile perché il numero di posti per il trasporto e  》 limitato: c'è la possibilità di bloccarlo con imbitory.

Non è spontaneo ma c'è un dispendio di energia: il trasporto primario sfrutta ATP mentre il secondario sfrutta il gradiente di concentrazione.

1. Primario: le pompe permeasi attive sono ATP-dipendenti (nucleoside con adenosina, ribosio e 3 gruppi fosfato). L'energia viene fornita con l'idrolisi dell'ATP che in presenza di acqua ed enzima viene privato di un gruppo fosfato diventando ADP. L'energia viene fornita perché togliendo un gruppo fosfato (carica negativa) e l'ADP diventa più stabile. Le fosfato si lega a una proteina ossidandola.
2. Trasportatori ABC: trasportano piccole molecole e sono specifici. Caricano un substrato due ATP che idrolitizzano facendo cambiare conformazione e permettendo il rilascio del substrato alla parte opposta.