Appunti di Citologia

Struttura dei ribosomi

RNA(ribozima) chiamato e a diversi coefficienti di Svedberg che prima di essererRNA due subunità proteicheattive viaggiano separate, ma quando iniziano la sintesi proteica si riuniscono in un complesso. Le duesubunità ribosomiali vengono sintetizzate nel nucleolo grazie all’associazione fra rRNA sintetizzati in loco ocomunque nel nucleo e proteine traslocate dal citoplasma. I ribosomi, anche se sono molto simili, varianofra procarioti ed eucarioti e sono suddivisibili in base al loro (Svedberg). Icoefficiente di sedimentazioneprocarioti contengono i che sono costituiti da una (contenente l’rRNAribosomi 70S subunità maggiore 50S23S, l’rRNA 5S e 31 proteine) e una (contenente l’rRNA 16S e 21 proteine). Glisubunità minore 30Seucarioti contengono i che sono costituiti da una (contenente l’rRNAribosomi 80S subunità maggiore 60S28S, l’rRNA 5,8S, l’rRNbA 5S e 49 proteine) e una (contenente l’rRNA 18S e

₃₃subunità minore 40Sproteine). Una grande quantità di ribosomi in una cellula determina una sua colorazione scura (basofilia). A seconda del tipo di proteina sintetizzata i ribosomi possono ritrovarsi nel citoplasma (si formanoliberipoliribosomi durante la sintesi e le proteine sintetizzate, normalmente, restano nel citosol) o aladesireticolo endoplasmatico, in questo caso la proteina contiene una sequenza segnale che costringe ilribosoma ad aderire alla membrana del RE (questi tipi di proteine sono quelle destinate ad entrare neilisosomi, ad aderire alla membrana del RE o del Golgi oppure sono proteine destinate alla secrezione).
Reticolo endoplasmatico (RE)È un sistema di membrana interne che si strutturano in cavità e vescicole appiattite, sferiche e cilindriche.
L’insieme di queste strutture caratterizza il RE che può essere suddivisibile in due categorie:- (RER) costituito da una serie di cisterne appiattite impilate una sull’altra edèRE rugoso: caratterizzato dalla presenza di numerosi ribosomi adesi alla membrana, queste cisternecomunicano fra loro. Ha sostanzialmente due funzioni:

• Sintetizzare e parzialmente processare proteine destinate alla secrezione, al Golgi, allamembrana plasmatica e al lisosoma.
• Sintetizzare lipidi di membrana che vanno direttamente, senza subire alcunamodificazione, alla membrana plasmatica.

Abbiamo detto che anche nel RER sono tradotte le proteine. Il meccanismo di traduzione ha sempreinizio nel citoplasma, ma alcune proteine, durante il processo vengono trasportate al livello dellamembrana del RER. Il polipeptide nascente viene riconosciuto da una proteina chiamata SRP(particella di riconoscimento del segnale) attraverso delle sequenze chiamate sequenze segnale(durante la traduzione si ha la produzione di una porzione di un polipeptide che è idrofoba e questoè un segnale per la cellula). Questa proteina si associa alla porzione di proteina nascente conamminoacidi.

idrofobici formando un complesso che viene riconosciuto da un altro complesso macromolecolare presente a livello della membrana esterna del RER, chiamato traslocone (recettore di SRP). Il recettore lega la proteina SRP e in questo modo il ribosoma si associa alla membrana del RER. Nel momento in cui c'è il legame tra il recettore del SRP e la SRP stessa il ribosoma riprende il meccanismo di traduzione e la proteina nascente viene inserita al livello dell'ume del RER. Quindi la traduzione continua ma i nuovi peptidi che via via vengono prodotti non rimangono liberi nell'ambiente citoplasmatico ma vengono inseriti attraverso il canale al livello dell'ume del reticolo del RER. La traduzione va avanti finché non si arriva alla sequenza di stop, a quel punto si interrompe la traduzione, il ribosoma si stacca dal RER e noi ritroviamo la proteina che è stata prodotta inserita all'interno del lume del RER. Alcune proteine, invece che essere introdotte nel lume,

possono collocarsi a livello della membrana diventando che quindiproteine intrinseche,non saranno modificate e secrete come nel caso di quelle rilasciate nel lume.- (REL) costituito da un sistema di tubuli e vescicole tridimensionali, non presenta ribosomiRE liscio:associati e le sezioni a livello di analisi microscopica di questi segmenti sono difficili da ottenere. Hanumerose funzioni:

• Sintetizzare lipidi complessi, ormoni steroidei, colesterolo e trigliceridi
• Detossificare da farmaci e sostanze nocive
• Accumulare ioni Ca2+
• Glicogenosintesi e Glicogenolisi

Apparato di GolgiApparato fondamentale per il processamento delle proteine e loro successivo smistamento, nonché sintesidi numerosi prodotti della secrezione cellulare. Struttura di cisterne appiattite una sull’altra e dilatate inperiferia, le cisterne sono presenti in numero limitato, perciò l’espansione fisica è quindi molto limitata. Èsempre rivolto con una concavità verso il

e una convessità verso la membrana. La struttura internaè organizzata in tre compartimenti detti, nell’ordine dal nucleo verso il citoplasma:

• CIS Mediale TRANSSvolge numerose funzioni correlate principalmente alla secrezione di molecole e al loro processamento:
• Sintetizzare glucidi che possono essere montati su proteine o lipidi, secreti come componente dellamatrice extracellulare o svolgere altri ruoli
• Completare proteine sviluppate nel RE con processamento di oligosaccaridi e numerose altre modificazioni
• Inserimento definitivo di proteine nella membrana
• Rilascio di proteine e glucidi nello spazio intercellulare tramite vescicole ed esocitosi
• Formazione di vescicole speciali destinate a divenire lisosomi
• Formazione di vescicole di trasporto con coenzimi funzionali

Il RE e l’apparato di Golgi sono messi in comunicazione grazie ad un sistema vescicolare, in particolare le vescicole che gemmano dal Golgi e si fondono nel RE sono rivestite da

invece quelle che COP I vesicolano dal RE e si fondono nel Golgi sono rivestite da Le vescicole coinvolte in esocitosi, COP II. Le vescicole coinvolte in endocitosi e trasporto da Golgi a lisosomi sono, invece, rivestite da clatrina. Lisosomi è una vescicola presente in numerose copie all'interno del citoplasma e rappresenta il sistema digerente della cellula in quanto è responsabile della degradazione e della digestione (distruzione) di molecole estranee e macromolecole ingerite dalla cellula via endocitosi, così come di macromolecole endogene. I lisosomi si occupano del turnover degli altri organelli della cellula stessa degradandoli quando non sono più in grado di svolgere correttamente la loro funzione. Fanno parte di un complesso sistema membranoso, il che comprende sia i lisosomi maturi sia vescicole in via di formazione derivanti dal compartimento endolisosomiale, dall'endocitosi. I lisosomi sono caratterizzati da un pH estremamente acido al loro interno, che viene mantenuto tale da unsistema di pompe protoniche poste sulla loro membrana. Questi organellicontengono numerose idrolasi acide, che comprendono molte classi di proteine: nucleasi, proteasi,glicosidasi, lipasi, fosfolipasi… ecc. Questi enzimi possono degradare acidi nucleici, proteine, zuccheri,grassi, fosfolipidi e sostanzialmente tutte le molecole organiche presenti all’interno della cellula, perquesto motivo devono essere compartimentalizzate all’interno di questi organuli (se si trovassero liberi nelcitoplasma distruggerebbero le strutture fondamentali della cellula). A proteggere la membrana stessa dellisosoma da questi enzimi interviene un sistema di glicoproteine, che crea un guscio di protezione eallontana le idrolasi dalla membrana (in sostanza è come se fosse una sorta di glicocalice interno, ma non ècorretto questo termine, poiché ci si riferisce a glicocalice soltanto quando si parla in termini di membranaplasmatica). Normalmente gli enzimi e le proteine

Le proteine presenti nei lisosomi sono prodotte nel Golgi e vengono marcate da una molecola di (M6P). Questo ne permette il riconoscimento da parte di alcuni recettori che le captano. A livello dei recettori si formeranno delle vescicole di clatrina che gemmeranno ed andranno a fondersi con la membrana dei lisosomi. Il rilascio della proteina dal recettore avverrà tramite l'abbassamento di pH (come abbiamo già detto i lisosomi sono acidi). I lisosomi, al microscopio ottico sono osservabili con il blu di toluidina oppure con marcatori come il lyso-tracker. Al microscopio elettronico, queste vescicole elettrondense si possono vedere grazie a reazioni di tipo isto-chimico come reazioni specifiche nelle fosfatasi acide. I lisosomi sono interconnessi al Golgi e alla membrana plasmatica grazie ad un sistema di vescicole. Si possono dividere in due categorie:

• sono sostanzialmente le vescicole in uscita dall'apparato di Golgi, contenenti le lisosomi primari: idrolasi

acide: non sono la forma più propriamente attiva nella digestione, ma sono le vescicole che contengono li enzimi necessari a formare un lisosoma maturo.- si formano tramite la fusione dei lisosomi primari, con dei target che contengono illisosomi maturi:materiale da digerire.

I lisosomi, in certi casi presentano delle funzioni fondamentali in determinati contesti:

Il lisosoma dello spermatozoo (acrosoma) partecipa nei processi di fecondazione, disgregando gli involucri esterni dell'uovo

Il riassorbimento della sostanza fondamentale dell'osso ad opera di cellule specialistiche, dette osteoblasti, è dovuto alla secrezione di enzimi lisosomiali verso la superficie da riassorbire

Il riconoscimento da parte di di cellule tumorali o infettate da virus induce da parte delle cellule NK stesse cellule il rilascio di proteine (perforine) che forano la membrana della cellula bersaglio permettendo l'entrata di enzimi (granzimi) che attivano la morte cellulare

della cellula target

Endocitosi

I vari meccanismi possono essere divisi in base al meccanismo e in base al materiale che viene fagocitato:

• Pinocitosi, ulteriormente suddivisa in micropinocitosi e macropinocitosi: tramite delle invaginazioni della membrana create tramite clatrina. In seguito, vengono ricoperte di dinamina.
• Endocitosi mediata da recettore (con formazione di vescicole formate da clatrina): Il ligando si attacca ad un particolare recettore della membrana esterna ed una volta che questo è accaduto inizia il processo di vescicolazione.
• Formazione di vescicole non rivestite.
• Caveole: Sono delle vescicole rivestite da caveolina.
• Fagocitosi: Avviene con il riconoscimento di un materiale estraneo. Una volta riconosciuto da un recettore della membrana si producono degli pseudopodi che inglobano il materiale esterno e lo digeriscono.
• Transcitosi: In alcuni tipi cellulari, quali ad esempio le cellule epiteliali e gli endoteli, molecole contenute in vescicole vengono trasportate attraverso la cellula e rilasciate nell'ambiente extracellulare.