Appunti sulla Cellula, Esame di Fondamenti di Biologia

A un'estremità della molecola c'è una tripletta di basi detta anticodone. La tripletta dell'anticodone è

complementare alla tripletta del codone sull'mRNA. Durante la traduzione, l'anticodone sul tRNA riconosce

uno specifico codone sull'mRNA mediante appaiamento specifico tra le basi. All'altra estremità del tRNA c'è

un sito di legame per un amminoacido.

I ribosomi sono gli organelli che coordinano il funzionamento dell'mRNA e del tRNA e che sintetizzano i

polipeptidi. Un ribosoma consiste di due subunità. Quando è impegnato nella sintesi proteica, un ribosoma

tiene legate una molecola di mRNA e due molecole di tRNA. Ogni subunità è formata da proteine e da una

certa quantità di un altro tipo di RNA, l'RNA ribosomiale o rRNA.

• Traduzione

Inizio → in questa prima fase si associano insieme l'mRNA, il primo amminoacido attaccato al tRNA e le due

subunità del ribosoma. Le due estremità nucleotidiche non fanno parte del messaggio genetico e quindi non

vengono tradotte. Questi nucleotidi, insieme al cap e al tail aiutano l'mRNA ad associarsi al ribosoma.

Allungamento → completato l'inizio, gli amminoacidi sono aggiunti uno alla volta al primo amminoacido.

Tre sono gli stadi: 1) Riconoscimento del codone → l'anticodone di un tRNA entrante, portatore del proprio

amminoacido, si appaia con il codone dell'mRNA nel sito A del ribosoma. 2) Formazione del legame

peptidico → il polipeptide lascia il tRNA nel sito P e si lega all'amminoacido sul tRNA nel sito A. Il ribosoma

catalizza la formazione di questo legame. Ora il polipeptide possiede un amminoacido in più. 3)

Traslocazione → a questo punto, il tRNA nel sito P lascia il ribosoma e il ribosoma trasferisce il tRNA

rimamente, che reca il polipeptide in crescita, nel sito P. L'mRNA e il tRNA si muovono come una unità.

Questo movimento sposta nel sito A il successivo codone dell'mRNA che deve essere tradotto, e così il

processo può ricominciare con lo stadio 1.

Terminazione → l'allungamento prosegue fino a quando un codone di stop raggiunge il sito A del ribosoma.

I codoni di stop (UAA, UAG, UGA) comunicano un segnale di fine traduzione. Il polipeptide completato viene

rilasciato e il ribosoma si separa nelle sue subunità.

Reticolo endoplasmatico

E' un sistema di membrane in continuità con la membrana nucleare esterna.

Reticolo endoplasmatico rugoso → il termine rugoso si riferisce alla presenza dei ribosomi che protrudono

all'esterno delle membrane dell'ER. Questi ribosomi producono due tipi di proteine: le proteine di membrana

e le proteine secretorie. Alcune proteine di membrana neosintetizzate vengono incastonate nelle membrane

dell'ER. Quindi una delle funzioni dell'ER rugoso è la produzione di nuove membrane. Le proteine secretorie

sono quelle che la cellula esporterà (secernerà) all'esterno dei suoi confini. Alcuni prodotti dell'ER rugoso

sono inviati ad altri comparti della cellula mediante vescicole di trasporto, corpuscoli membranosi sferoidali

che gemmano dall'ER.

Reticolo endoplasmatico liscio → Il termine liscio si riferisce al fatto che questo organello è privo di

ribosomi. Svolge molte funzioni: una è la sintesi dei lipidi, inclusi gli steroidi. Nelle cellule epatiche, le funzioni

dell'ER liscio includono la detossificazione di farmaci e di altre sostanze tossiche che possono essere presenti

nel torrente circolatorio. Apparato del Golgi

Può essere considerato come un “centro di imballaggio” e di “trasporto”. Lavora a stretto contatto con l'ER,

dal quale riceve i prodotti chimici della cellula e dopo averli raffinati li imballa e li distribuisce. I prodotti

dell'ER arrivano al Golgi in vescicole di trasporto. Un'estremità dell'apparato del Golgi serve come sito di

attacco per le vescicole di trasporto provenienti dall'ER. I prodotti dell'ER vengono modificati da enzimi

specifici durante la loro permanenza nel Golgi. Le molecole così modificate, ovvero “raffinate”, vengono

inglobate in altre vescicole di trasporto che gemmano dall'estremità opposta dell'apparato del Golgi. Queste

ultime vescicole di trasporto possono distribuire i prodotti ultimati ad altri organelli o alla membrana

citoplasmatica. Lisosomi

Assente nella maggior parte delle cellule vegetali, un lisosoma è un sacchetto racchiuso da una membrana,

ripieno di enzimi digestivi. Questi enzimi possono degradare macromolecole come le proteine, i polisaccaridi,

i grassi e gli acidi nucleici. I lisosomi costituiscono un compartimento dove le cellule possono digerire le

macromolecole.

Diverse sono le funzioni digestive.

I lisosomi hanno diverse funzioni digestive.

1. Molte cellule racchiudono le sostanze nutritive all'interno di piccole formazioni citoplasmatiche chiamate

vacuoli alimentari. I lisosomi si fondono con tali vacuoli, esponendo i nutrienti in essi contenuti agli enzimi

che li digeriscono.

2. I lisosomi aiutano anche a distruggere batteri pericolosi. I nostri globuli bianchi ingeriscono i batteri

all'interno di vacuoli; in seguito, gli enzimi lisosomiali che vengono riservati in tali vacuoli lisano le pareti

cellulari dei batteri.

3. I lisosomi fungono anche da centrale di riciclaggio per gli organelli danneggiati. Senza recare danno alla

cellula, un lisosoma può inglobare e digerire parti di un altro organello, rendendo così disponibili le molecole

che lo compongono per la costruzione di nuovi organelli.

I lisosomi hanno anche la funzione di modellamento durante lo sviluppo embrionale. Per esempio gli enzimi

lisosomiali distruggono le cellule del tessuto che tiene unite le dita degli embrioni umani. In questo caso i

lisosomi agiscono come pacchi suicida che, rompendosi, causano la morte programmata di intere cellule.

L'importanza dei lisosomi per il corretto funzionamento cellulare e per la salute dell'uomo è evidente. I

lisosomi mal funzionanti si riempiono di materiale non digerito e questo interferisce con il funzionamento

delle altre attività cellulari. Vacuoli

I vacuoli sono dei piccoli sacchi membranosi che gemmano dall'ER, dal Golgi o dalla membrana

citoplasmatica. I vacuoli possono essere di diverse misure e svolgere diverse funzioni.

Vacuolo animale → 1) vacuoli alimentari che si fondono con i lisosomi esponendo i nutrienti in essi

contenuti agli enzimi che li digeriscono. 2) osmosi, alcuni protisti di acqua dolce hanno vacuoli contrattili che

funzionano come delle pompe espellendo l'acqua in eccesso, che fluisce all'interno della cellula dall'ambiente

esterno.

Vacuolo vegetale → detto vacuolo centrale. Il vacuolo delle cellule vegetali è un compartimento versatile. È

un luogo dove la pianta può immagazzinare i nutrienti organici. I vacuoli centrali contribuiscono anche alla

crescita della pianta assorbendo l'acqua e causando l'espansione della cellula. I vacuoli centrali nei petali dei

fiori possono anche contenere dei pigmenti che attraggono gli insetti impollinatori.

Infine i vacuoli centrali possono contenere veleni che proteggono la pianta da animali potenziali

consumatori. Cloroplasti e mitocondri

Una cellula richiede un costante apporto di energia per poter eseguire il lavoro essenziale per la vita. I due

tipi di centrali produttrici di energia sono gli organelli noti come cloroplasti e mitocondri.

Cloroplasti → sono gli organelli di piante e di protisti che eseguono la fotosintesi. Il cloroplasto è suddiviso

in tre principali compartimenti da membrane interne. Un compartimento è lo spazio tra le due membrane

che racchiudono il cloroplasto. Il secondo compartimento è lo stroma un liquido denso all'interno del

cloroplasto. Il terzo compartimento è sospeso in tale liquido ed è composto da una rete di membrane che

racchiude delle strutture a forma di tubi e dischi membranosi. Queste strutture discoidali si trovano impilate

una sopra l'altra a formare delle strutture dette grana che sono anche interconnesse tra loro. I grana sono le

strutture che effettivamente intrappolano l'energia luminosa che convertono in energia chimica.

Mitocondri → i mitocondri sono il sito dove avviene la respirazione cellulare. Un involucro costituito da due

membrane racchiude il mitocondrio che contiene un fluido denso noto come matrice. La membrana più

interna dell'involucro ha numerose estroflessioni, chiamate creste e contiene molti degli enzimi e delle

molecole che agiscono nella respirazione cellulare.

Oltre alla loro capacità di fornire energia alla cellula, i mitocondri e i cloroplasti hanno in comune un'altra

caratteristica unica tra gli organelli eucariotici: essi infatti contengono del DNA che è in grado di codificare

per alcune delle loro proteine. Questo DNA è l'evidenza che i mitocondri e i cloroplasti si sono evoluti da

procarioti a vita libera nel passato. Citoscheletro

Le cellule presentano un'infrastruttura chiamata citoscheletro una rete di fibre che si estende lungo tutto il

citoplasma. Il citoscheletro serve sia da scheletro sia da muscolatura per la cellula, possedendo le funzioni di

sostegno e di movimento.

Il citoscheletro contiene diversi tipi di fibre costituite da differenti proteine. Alcune delle più importanti fibre

sono i cosiddetti microtubuli, strutture tubulari internamente vuote costituite da proteine globulari chiamate

tubuline. Le fibre del citoscheletro prendono il nome di filamenti e sono più sottili e rigide. Il citoscheletro

funge da ancoraggio e rinforzo per molti organelli della cellula.

Pur fungendo da sostegno come uno scheletro animale, il citoscheletro cellulare è però più dinamico. Infatti i

microtubuli possono essere smontati in un punto della cellula rimuovendo le subunità proteiche e rimontati

attaccando le stesse subunità in una nuova posizione. Tali riarrangiamenti possono dare rigidità in una

particolare zona della cellula, cambiare la forma della cellula o persino promuovere il movimento di alcune

parti della cellula o di tutta la cellula. Questo fenomeno contribuisce ai movimenti ameboidi del protista

Amoeba e di alcuni nostri globuli bianchi.

LA CELLULA CHE LAVORA

ATP

Il metabolismo viene facilitato dall'uso di una “moneta energetica comune” l'adenosina trifosfato (ATP). Parte

dell'energia libera che deriva dall'ossidazione delle sostanze nutrienti e dalla luce viene trasformata in questa

molecola facilmente disponibile, che agisce da donatore di energia nei processi che la richiedono come il

movimento, il trasporto attivo e biosintesi.

L'ATP è un nucleotide costituito dall'adenina, dal ribosio e da un gruppo trifosfato. Per comprendere il suo

ruolo come trasportatore di energia bisogna focalizzare l'attenzione sul gruppo trifosfato. L'ATP ha un