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Appunto completo per esame Citologia corso med 3-4 Unipd

Documento completo per prepararsi alla parte di embriologia dell'esame CITOLOGIA, Istologia e embriologia dei professori Cordenonsi e Dupont del corso MED 3-4 dell'università di Padova, Facoltà di Medicina e Chirurgia. Aggiungo che tutto ciò che c'è scritto è esattamente ciò che detto a lezione.

Esame di Citologia, embriologia e istologia docente Prof. M. Cordenonsi

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ESTRATTO DOCUMENTO

POMPE

Le pompe utilizzano l’energia liberata dall’idrolisi

dell’ATP per trasportare ioni o molecole da un lato

all’altro della membrana. Esse subiscono

modificazioni conformazionali per compiere il loro

ruolo. Sono quindi dei trasportatori attivi e ne esistono

diverse classi:

POMPE P: sono adibite al trasporto di ioni

• solitamente in antiporto, l’ATP viene idrolizzata e

l’energia così liberata viene utilizzata per fosforilare

la pompa, questo comporta una modificazione

allosterica della proteina. Un esempio è la pompa

SERCA che è presente nel reticolo endoplasmatico

e regola l’accumulo del calcio. È composta da

catene che formano una tasca idrofila attraverso la

membrana, il suo funzionamento può essere riassunto: -

1. Due ioni calcio si legano alla tasca nel versante citosolico in scambio con due ioni H .

2. la pompa viene fosforilata ed essa cambia conformazione bloccando gli ioni calcio;

+

3. Successivamente due ioni H si scambiano con gli ioni calcio che vengono liberati nel lume

del RE;

4. La pompa viene defosforilata e si stabilizza il legame con i due protoni.

La possiamo considerare una pompa elettrogenica perchè crea un potenziale, è molto simile alla

pompasodio potassio; la differenza principale è che in quest’ultimo caso l’ATP si lega direttamente

alla pompa e non ne media la fosforilazione. +

POMPE F: sono pompe che trasportano solo ioni H , il legame dell’ATp o dell’ADP è ciò che

• provoca la modificazione conformazionale.

POMPE V: sono pompe molto simili alle precedenti, un esempio sono quelle presenti sui lisosomi

• che garantiscono un pH acido.

POMPE ABC: sono pompe che trasportano piccole molecole apolari, sono una classe di pompe

• detossificanti perché sono adibite allo smaltimento di alcune sostanze nocive. Sono la causa

della resistenza ai farmaci chemioterapici. Sono formate da dimeri simmetrici che sporgono da

entrambi i lati della membrana e hanno una classica forma a forbice. Il loro funzionamento può

essere riassunto:

1. la funzione comincia quando una molecola entra in contatto con la tasca posta fra le due

subunità.

2. Il legame con la molecola porta la pompa ad avere un’elevata affinità per l’ATP. Quando

questa si lega avviene una modificazione conformazionale che consiste in una rotazione

che porta la tasca ad aprirsi verso lo spazio extracellulare.

3. L’ATP viene idrolizzata e la proteina torna al suo stato iniziale ed è pronta per un altro ciclo.

CANALI

Sono proteine di membrana che creano dei passaggi attraverso questa. Non vanno confusi con le

porine, i canali infatti creano dei passaggi altamente specifici, cosa che le porine non fanno. La

specificità di queste proteine è dovuto ad un filtro di selettività composto di numerose postazioni

che comprendono residui amminoacidi ionici o polari in modo che abbiano caratetristiche adatte ad

intrappolare lo ione desiderato all’interno del canale.

Un esempio è rappresentato dal canale K, questo canale a riposo è sempre aperto e portano il

potassio fuori dalla cellula. Il funzionamento consiste nel legame dello ione in postazioni specifiche

all’interno del canale in modo che fra due postazioni in cui è legato lo ione ce ne sia una senza

ligando (questo comporta le configurazioni 1,3 o 2,4). L’arrivo di un’altra molecola provoca, per

repulsione elettrostatica, lo spostamento degli altri ioni finchè quando uno ione è in P esso viene

0

espulso. Grazie a questo canale e alla pompa sodio-potassio si forma un equilibrio dinamico di

cariche che entrano ed escono dalla cellula determinando una d.d.p. definita potenziale a riposo

di circa -60/-70 mV.

REGOLAZIONE DEI CANALI

I canali sono finemente regolati e possono subire cambi conformazionali in modo da chiudere il

filtro di selettività e la cavità stessa. Questi canali in base a ciò che determina la loro chiusura o

apertura sono detti:

VOLTAGGIO DIPENDENDENTI: se la loro conformazione dipende dal potenziale di membrana;

• LIGANDO DOPENDENTI: se la loro conformazione dipende dal legame con una soecifica

• molecola, si dividono in extracellulari e intracellulari.

MECCANO DIPENDENTI: se la loro conformazione dipende da forze meccaniche quali lo

• stiramento.

IMPULSO NERVOSO

L’impulso nervoso è un segnale elettrico che viaggia attraverso l’asone del neurone grazie a una

depolarizzazione della membrana plasmatica. Questo cambiamento è dovuto alla quasi istantanea

+

(pochi microsecondi) entrata all’interno della cellula di ioni Na determinando un aumento del

potenziale da -60 mV fino a +40 mV. Successivamente il potenziale scende a -70 mV per poi

lentamente tornare alla situazione a riposo.

Il fenomeno complessivo è dovuto allo spostamento di ioni sodio e potassio da un lato all’altro

della membrana. Più in particolare:

1. Un’impulso provoca l’apertura dei canali per il sodio che fanno entrare in maniera massiccia

+

ioni Na vista la differenza di concentrazione fra interno ed esterno della cellula. Questi canali

sono formati da 4 catene polipetidiche, da un filtro di selettività, una cavità centrale (formata da

residui amminoacidici carichi positivamente, Lys e Asp rivolti verso il citosol -) ed un dominio

esterno alla membrana. L’arrivo dell’impulso fa cambiare di conformazione entrambi i domini

aprendo il canale, subito dopo il dominio esterno si chiude bloccando un alteriore flusso.

2. I canali del K agiscono in modo molto simile ma la loro apertura e chiusura sono rallentate per

garantire la creazione del potenziale d’azione. Il K può uscire attraverso i canali a riposo ma

anche anche a canali voltaggio dipendenti.

3. I canali sodio per tornare attivi devono prima passare per la loro forma chiusa quindi non

saranno subito pronti ad uno stimolo, questa zona dell’assone viene detta di

iperpolarizzazione e garantisce che il segnale viaggi in un unica direzione.

EQUILIBRIO OSMOTICO E TRASPORTO DELL’ACQUA

Nella cellula il passaggio dell’acqua attraverso la membrana è impedito dallo strato lipidico,

esistono quindi dei canali che permettono il passaggio dell’acqua. Questi canali sono detti

acquaporine ma non vanno confusi con delle porina, essi sono infatti canali altamente specifici.

Queste hanno un filtro di selettività e sono composte di 4 catena polipeptidiche inserite nella

membrana, hanno quindi 4 passaggi per l’acqua. Il filtro di selettività è altamente specifico per due

motivi:

le dimensioni che blocca la maggiorparte delle altre molecole;

• i residui amminoacidici che sporgono sul canale hanno alcuni carica positiva e altri carica

• negativa, questo permette l’avanzamento della molecola dall’acqua vista la sua particolare

polarità. I MITOCONDRI

organelli tubulari con diametro di 0,5-1 μm;

• doppia memrana, quella interna forma delle creste e racchiude la matrice in cui è situato il

• genoma mitocondriale (origine endosimbiontica);

funzioni cataboliche (ciclo di Krebs, respirazione cellulare, β-ossidazione degli acidi grassi),

• sintesi di steroidi, produzione di ROS e radicali liberi, deposito diioni Ca;

induce sotto preciso stimolo il fenomeno dell’apoptosi;

La membrana interna nel punto di insorgenza della cresta mitocondriale subisce una costrizione

che ha il ruolo di limitare il passaggio di proteine con il conseguente accumulo proteico all’interno

della cresta.

I mitocondri possono esistere come organelli singoli oppure come rete di mitocondri nata dalla

fusione di molti mitocondri. Da questa rete per fissione possono rigenerarsi mitocondri singoli. Il

ciclo vitale di un mitocondrio dipende dalla loro efficienza, se un mitocondrio libero è poco

efficiente nell’effettuare le sue funzioni metaboliche esso viene digerito e i suoi componenti

riutilizzati dalla cellula. Il mitocondrio attraverso la catena

respiratoria utilizza il NADH e il FADH

2

prodotti nella glicolisi e nel ciclo di Krebs

per spingere i protoni nello spazio

intermembrana creando in questo modo un

gradiente elettrochimico. Viene definito

così perchè è determinato da una

componente elettrica (accumulo cariche

positive nello spazio intermemebrana e di

cariche negative nella matrice; circa 160

mV) e da una componente chimica (il ΔpH

generato dalla differenza di concentrazione

potonica fra i due compartimenti, circa 59

mV) creando così un potenziale di circa

220 mV.

L’ATP SINTASI

l’ATP sintasi è una pompa di tip F localizzata sulla membrana interna dei mitocondri, ossia sulle

creste mitocondriali. Funziona in modo contrario alle altre pompe di questo tipo, infatti utilizza il

gradiente elettrochimico generato dallo ione idrogeno per generare ATP a partire da ADP e P .

i

Ha una forma a fungo ed è costituita da due subunità:

una testa F composta da 5 polipeptididi e da una stechiometria α β δγε, ogni testa contiene tre

• 1 3 3

siti catalitici, uno su ogni subunità beta. LA subunità γ si estende dalla testa fino alla base F .

0

una base F composta di 3 polipeptidi seconda la stechiometria ab c dove x può variare in base

• 0 2 x

alla natura dell’organismo, in escherichia coli sono 10 mentre nei mammiferi 8. In questa

subunità è presente il foro in cui gli ioni idrogeno passano.

MECCANISMO DI FUNZIONAMENTO DELL’ATP SINTASI

+

Gli ioni H passano attraverso la subunità a e poi a quelle c facendole ruotare. Di conseguenza

anche lo stelo che congiunge F e F ruota facendo ruotare i dimeri αβ, lo stelo rotante porta in

0 1

base alla sua posizione alla modifica conformazionale dei dimeri in tre diverse forme: O (open) con

bassissima affinità per i nucleotidi, L (lassa) con bassa affinità per i nucleotidi e T (tesa) con alta

affinità. All’inizio del ciclo, il sito è nello stato aperto (O) e i substrati ADP e P stanno entrando nel

i

sito. Nello stadio 1, il movimento dei protoni attraverso la membrana induce il passaggio alla

conformazione lassa (L), in cui i substrati sono lassamente legati. Nello stadio 2, il movimento di

ulteriori protoni induce il passaggio alla conformazione “stretta” (T), in cui l’affinità per i substrati

aumenta, attaccandoli strettamente al sito catalitico. Nello stadio 3, l’ADP e il Pi attaccati

saldamente condensano spontaneamente a formare una molecola di ATP saldamente legata; per

questo stadio non c’è bisogno di un cambiamento conformazionale. Nello stadio 4, il movimento di

protoni aggiuntivi induce il passaggio alla conformazione aperta (O), in cui l’affinità per l’ATP è

molto minore, il che permette al prodotto di essere rilasciato dal sito. Una volta che l’ATP si è

dissociato, il sito catalitico è disponibile per il legame col substrato ed il ciclo si ripete.

IL TRASPORTO ATTRAVERSO LE MEMBRANE

MEMBRANA ESTERNA: è attraversata da porine (non selettive) che quindi permettono il

• passaggio incontrollato di ioni e piccole molecole (ATP e piruvato).

MEMBRANA INTERNA: la membrana interna permette il passaggio di molecole in modo molto

• selettivo e utilizza pompe e canali. La membrana deve essere impermeabile agli ioni per creare

il gradiente elettrochimico necessario per la sintesi dell’ATP. Tutti i trasporti utilizzano come

potenziale di trasporto quello elettrochimico dello ione idrogeno, in particolare i trasporti sono:

- l’ATP viene scambiato in antiporto con l’ADP che entra nella matrice;

- il piruvato entra in simporto con lo ione idrogeno;

- lo ione fosfato entra in simporto con lo ione idrogeno

APOPTOSI

L’apoptosi è un processo finemente regolato e pulito che porta alla morte cellulare di alcune cellule

che hanno concluso il loro ciclo vitale, che devono essere eliminate per permettere la formazione

di una particolare struttura, che hanno subito danni fisici o che hanno subito modificazioni

genetiche. Esistono varie vie per cui lo stimolo apoptotico venga prodotto. Alcuni di questi stimoli

raggiungono il mitocondrio che avvia un processo che porterà alla morte cellulare.

L’avvenimento ha più fasi:

sulla membrana mitocondriale sono presenti delle proteine che sotto stimolo apoptotico si

• combinano per formare canali che permettono la fuoriuscita del citocromo C. La sua uscita

rappresenta il punto di non ritorno.

il citocromo C una volta nel citoplasma forma parte di un complesso a forma di ruota definito

• apoptosoma, questo complesso interagisce attivandola la precaspasi-9;

la precaspasi-9 attivata andrà attraverso dei tagli proteolitici ad attivare caspasi più a valle che

• porteranno a termine il processo.

ASSUNZIONE DELLE PROTEINE

Il mitocondrio per il suo funzionamento necessita di numerose proteine.

Il mitocondrio essendo di origine endosimbiontica possiede un

genoma ed è quindi in grado di sintetizzare da solo alcune proteine

grazie agli mRNA prodotti dal genoma mitocondriale e ai ribosomi

mitocondriali.

Nonostante questo però la maggiorparte delle proteine essenziali al

mitocondrio vengono prodotte all’interno del citosol e vengono

codificate dal genoma cellulare e prodotte dai ribosomi citoplasmici.

Questo comporta la necessità di un meccanismo estremamente

accurato che consenta il corretto spostamento di queste proteine

dal citosol al mitocondrio. Ciò avviene grazie ad un segnale formato

da un peptide (con residui amminoacidici positivi) nell’estremità N

terminale della proteina, in base al tipo di questo peptide la proteina

verrà traslocata in posizioni diverse nel mitocondrio.

I meccanismi di trasporto in base alle diverse destinazioni sono

questi:

la proteina completa la sua sintesi nel citoplasma e viene legata a

• della chaperonine che ne impediscono il ripiegamento in modo

che si attivi solamente una volta entrata nel mitocondrio.

La sequenza segnale lega il complesso TOM presente sulla

• membrana esterna del mitocondrio, dopo essersi legata a questa

proteina essa viene legata da un trasportatore che la porterà nello spazio intermembrana.

Questo processo implica la perdita del legame con le chaperonine.

SE LA PROTEINA DEVE ENTRARE NELLA MATRICE: la proteina appena giunta nello spazio

• intermembrana viene catturata da un altro complesso, il complesso TIM (legato a quello TOM)

che contiene due complessi: TIM 22 che ha il compito di trasferire la proteina nel doppio strato

lipidico della membrana interna ( se è presente un peptide segnale idrofobico in mezzo alla

proteina) e TIM 23 che invece la sposta nella matrice dove le chaperonine mitocondriali

bloccheranno il ripiegamento fino al momento in cui tutta la proteina è stata traslocata.

Successivamente il peptide segnale viene rimosso da una precisa proteasi rendendo irreversibile

la traslocazione.

SE LA PROTEINA DEVE FAR PARTE DELLA MEMBRANA ESTERNA: queste proteine non

• vengono traslocate nella matrice ma nello spazio fra le due membrane dove vengono contattate

dalle chaperonine, da qui vengono catturate dal complesso SAM presente sulla membrana

esterna che le introduce nello strato lipidico dove acquistano la loro conformazione nativa.

SE LA PROTEINA DEVE FAR PARTE DELLA MEMBRANA INTERNA: o come già detto viene

• traslocata da TIM-22 oppure entra in gioco il complesso OXA posto nella membtana interna e da

li almeno un dominio viene traslocato nella membrana interna.

un ultimo tipo di proteine è quello che rimane nello spazio intermembrana. Il processo comincia

• con l’alfa elica anfipatica che comincia la sua traslocazione attraverso il complesso TIM verso la

matrice. Il processo però si ferma al termine del peptide segnale e il resto della proteina rimane

con un dominio transemembrana e il resto della proteina nello spazio intermembrana.

Successivamente una proteasi taglierà la proteina producendo due peptidi: uno libero nello

spazio fra le membrane e uno inserito nella membrana interna.

PEROSSISOMI

Struttura vescicolare con singola membrana, diamtero di 0,5-1 μm;

• hanno un contenuo elettrondenso (cristallo di enzimi);

• funzioni: perossidazione ( 2H O —> 2H O+O ), sintesi plasmalogeni (lipidi, ,mieline), rimuovono

• 2 2 2 2

i ROS e i radicali liberi.

ORIGINE

I perossisomi posso avere origini diverse:

possono essere prodotti ex-novo a partire dal reticolo endoplasmatico come vescicole che

• maturano grazie all’incameramento di proteine prodotte nel citoplasma.

possono nascere dalla fissione di perossisomi di dimensioni maggiori.

Per la maturazione di un perossisoma sono necessarie proteine citoplasmatiche che come nel

caso dei mitocondri devono possedere delle sequenze segnale in modo da poter essere

riconosciute ed entrare nel perossisoma.

Esistono due tipi di recettori per l’entrata delle proteine:

PTS1 che possiede il recettore citoplasmatico Pex5p;

• PTS2 che possiede il recettore citoplasmatico Pex7p.

Il complesso sequenza segnale-recettore può passare attraverso il complesso taslocatore

(traslocone) presente sulla membrana perossisomiale. Una volta entrati il legame fra proteina e

recettore viene rotto dall’ambiente presente all’interno dell’organello. I recettori tornano poi nel

citoplasma attraverso il traslocone.

RETICOLO ENDOPLASMATICO

cisterne delimitate da una singola membrana, è in comunicazione con l’involucro nucleare

• (attraverso i pori) e al citoplasma, pH 7.

RER: presenza di ribosomi sulla superficie, produzione e glicosilazione delle proteine;

• 2+

REL: deposito e rilascio di ioni Ca , sintesi e distribuzione lipidi e fosfolipidi, sintesi di steroidi,

• rimozione delle tossine.

LISCIO

la produzione di fosfolipidi: comincia sul versante citosolico del REL con due acidi grassi che

• reagiscono un glicerolo fosfato formando un acido fosfatidico (il più semplice dei fosfolipidi),

successivamente questo viene modificato con l’aggiunta di un gruppo specifico come la colina.

Infine vengono distribuiti.

ridistribuzione dei lipidi: i lipidi vengono portati agli altri organelli o alla membrana plasmatica

• direttamente dal REL utilizzando delle zone della sua membrana (MCS, membrane contact sites)

che sono in stretta vicinanza con quelle dell’organello bersaglio. Per fare ciò entrano in gioco

proteine trasportatrici che legano i lipidi, li trasportano all’organello bersaglio e poi tornano

funzionali per un altro ciclo. Nel caso delle membrane dove è necessario il mantenimento della

polarità i lipidi neoformati vengono portati in posizione dalle floppasi.

++

deposito di Ca : il REL ha il compito di essere un deposito di ioni calcio che devono essere

• rilasciati al momento corretto e sotto determinati stimoli. Gli ioni si accumulano grazie a delle

pompe che spingono contro gradiente gli ioni all’interno del reticolo endoplasmatico.

++

rilascio di Ca : nella cellula il citosol è povero in ioni calcio e questo permette nel momento in

• cui viene stimolata la rapida uscita dal reticolo liscio degli ioni calcio che si muovono secondo

concentrazione e secondo gradiente elettrico. Lo stimolo avviene in questo modo:

- una molecola segnale si lega ad una proteina G (che funziona con GTP);

- la proteina G attiva la fosfolipasi C che attacca PI(4,5)P ;

2

- da questo si libera inositolo trifosfato;

- questo interagisce con i canali per il calcio aprendone il filtro di selettività detrminando una

fuoriuscita di ioni;

- la cellula risponde allo stimolo e successivamente l’equilibrio viene rispristinato grazie alle

pompe per il calcio.

RUGOSO

Composto da una serie di cisterne piatte con i ribosomi attaccati alla membrana nel lato citosolico.

Questo avviene perchè la sintesi comincia dai ribosomi citosolici che cominciano la traduzione,

successivamente essa si blocca e la proteina legata al ribosoma si lega alla membrana e la

traduzione si conclude, la proteine viene traslocata nel reticolo endoplasmatico. Questo processo

viene definito traslocazione cotraduzionale. Avviene perchè nella arte N terminale della proteina

è presente il segnale per il RE, è un peptide segnale idrofobico. Il recettore per questo peptide è

citosolico e si chiama SRP (ribonucleoparticella) ossia 6 proteine tenute insieme da uno scheletro

di RNA ed è una G-protein.

Il meccanismo è il seguente:

l’inizio è la traduzione della proteina da parte di un ribosoma libero e un mRNA.

• Successivamente la prima parte della proteina ad essere sintetizzata è il peptide segnale che

• interagisce con SRP che blocca l’entrata A del ribosoma e quindi la traduzione entra in stallo.

L’SRP reagisce con il suo recettore posto sulla membrana del RER trascinando con se il

• ribosoma e il peptide.

L’SRP si stacca e il ribosoma si lega ad un traslocone. Essendosi staccto l’SRP lìattività

• ribosomiale può riprendere e quindi la traduzione continua. L’aggancio del ribosoma provoca

l’apertura del traslocone e permette il passaggio della proteina nel lume del reticolo. L’SRP viene

riciclata per reclitare nuovamente nuovi complessi ribosoma-proteina.

La proteina una volta nel lume viene agganciata da chaperonine Hsp70 che hanno il compito di

• evitare che questa si avvolga prima della fine della traslocazione.

CICLO DELLA GTPasi PER SRP E IL SUO RECETTORE

Sia la SRP che il suo recettore sono proteine G e sono attivate quando legano il GTP. In

particolare il primo lega il peptide segnale e il secondo lega l’SRP. Quando il ribosoma lega il

traslocone l’SRP e il suo recettore idrolizzano il nucleotide, ciò comporta che l’SRP si distacchi dal

recettore e dal ribosoma, quindi l’SRP non può più legarsi al peptide segnale permettendo la sua

entrata nel traslocone.

CONTROLLO DEL TRASLOCONE

Il traslocone è un canale specifico per il passaggio delle proteine. Esiste in due stati: in quello

aperto e in quello chiuso. Ciò che determina questi due stati è la presenza o meno di un tappo

proteico. Il tappo è un dominio funzionale che blocca il canale quando il traslocone non è legato ad

una specifica sequenza segnale che identifica per una proteina che deve passare.

Nel caso precedente il legame della sequenza segnale stabilizza l’attacco del ribosoma e induce

un cambiamento conformazionale che rimuove il tappo. Il peptide può quindi passare attraversi il

canale e successivamente attaccato da proteine chaperon. Una volta conclusa la traslocazione il

ribosoma si stacca, il traslocone torna alla

sua struttura chiusa ed è pronto a compiere

un altro giro.

INSERIMENTO DELLE PROTEINE NELLA

MEMBRANA

Anche le proteine integrali di membrana che

devono inserirsi nella membrana del RER

vanno incontro al fenomeno della

traslocazione cotraduzionale. La differenza

rispetto agli esempi precedenti è che queste

proteine contengono uno o più tratti

altamente idrofobici che consentono di

passare dal traslocone al doppio strato

lipidico. Questo può avvenire perché lo

stesso traslocone possiede un apertura

laterale che da ad ogni proteina che viene

traslocata la possibilità di passare nel doppio

strato lipidico. Se una proteina presenta un tratto molto idrofobico questo si inserirà e andrà a

formare il dominio transmembrana di quella proteina integrale.

In base al modo in cui questa proteina interagisce inizialmente con il traslocone essa potrà avere

l’estermità N terminale nel versante citosolico o in quello del lume, lo stesso vale per l’altra

estremità.

Inoltre esistono casi in cui il peptide segnale diventa lui stesso il dominio transmembrana oppure

casi in cui viene rimosso e sarà un’altra zona idrofobica a diventare un dominio transmembrana.

Infine nel caso la proteina in questione abbia più di un segmento altamente idrofobico essa avrà di

conseguenza più domini transmembrana, nel momento in cui finisce la traslocazione di un

segmento transmembrana il traslocone è di nuovo pronto a traslocarne un altro. In molti di questi

casi una volta che la proteina è completamente tradotta i domini transmembrana si uniscono in un

unica struttura.

FORMAZIONE LEGAMI DISOLFURO

La formazione di ponti disolfuro avviene nel lume del RER, la reazione prevede che due cisteine

siano ossidate tramite la perdita di due elettroni e che si formi un legame covalente fra gli atomi di

zolfo. Questo legame è importante perchè aiuta la proteina a ripiegarsi nel modo corretto e inoltre

impedisce alla stessa di fuoriuscire, ciò rende la traslocazione un processo irreversibile.

La formazione di questi legami può essere mediata da un enzima chiamato PDI (proteina disolfuro

isomerasi) che forma un legame disolfuro con una delle cisteine inducendo gli altri legami disolfuro

alla formazione. La riattivazione dell’enzima richiede l’intervento di altri enzimi e porta alla

formazione di acqua ossigenata.

FORMAZIONE ANCORA GPI

Avviene solo per proteine che hanno un dominio transmembrana C terminale e il resto della

proteina immerso nel lume del RE, uno specifico enzima taglia la proteina subito dopo il dominio

transmembrana e successivamente induce il legame della proteina libera nel lume con il GPI che è

acorato alla membrana.

LA GLICOSILAZIONE NEL RER

Tutte le proteine che vengono sintetizzate nel RER vanno incontro ad un processo di

glicosilazione, questo è necessario per verificare il corretto ripiegamento per un successivo invio al

Golgi. Inoltre molte proteine glicosilate sono utilizzate per inviare segnali o per indirizzarle ai

lisosomi, altre ancora saranno proteine del plasmalemma o della matrice extracellulare. Le

proteine vengono glicosilate a livello dell’azoto amidico di un’asparagina tramite il trasferimento di

una catena oligosaccaridica già formata.

Questa catena glucidica si forma un un lipide di membrana chiamato dolicolo fosfatato:

in primis ad esso viene aggiunto un secondo gruppo fosfato;

• successivamente si legano, una alla volta, due molecole di n-acetilglucosammina;

• si vengono a legare 5 molecole di mannosio che formano una prima ramificazione;

• una flippasi ruota la molecola fin qui ottenuta spostandola dal versante citosolico a quello del

• lume;

qui vengono aggiunti altri 4 residui di mannosio creando una struttura ulteriormente ramificata;

• ad un mannosio di una delle ramificazione vengono aggiunte tre molecole di glucosio;

• infine la catena oligosaccaridica viene trasferita dal dolicolo all’asparagina del polipeptide.

CONTROLLO QUALITÀ DELLE PROTEINE

La glicosilazione nel RER è un metodo per verificare il corretto ripiegamento delle proteine. In

questo processo la proteina in questione:

si lega ad un chaperone (calnexina o calreticolina);

• perde i residui di glucosio grazie alla glucosidasi II;

• vengono rotti i legami disolfuro costringendo alla forma distesa la proteina in modo da darle la

• possibilità di ripiegarsi correttamente;

un enzima di monitoraggio GT controlla che la proteina sia correttamente ripiegata (lo fa

• controllando che non ci siano amminoacidi idrofobici a contatto con l’esterno acquoso), se è

correttamente ripiegata essa andrà incontro alla rimozione di un mannosio da parte della

mannosidasi I e poi sarà indirizzata tramite vescicola al Golgi. Se invece la proteina non è

correttamente ripiegata ad essa verranno nuovamente aggiunte le unità di glucosio ed entreràè

nuovamente nel ciclo di controllo dove avrà un’altra occasione per ripiegarsi correttamente.

MECCANISMI DI ELIMINAZIONE E DIFESA

Nel caso una proteina non sia correttamente ripiegata e abbia una conformazione tale da poter

creare danni alla cellula entra il gioco il processo di degradazione:

il primo passaggio consiste nel legame di chaperon che trasportano la proteina ad un traslocone

• che ha il compito di riportarla nel citosol;

la proteine subisce l’ubiquitinazione, ossia le viene legata ubiquitina che funge da segnale

• cellulare che attira proteasi;

una proteasi riconosce la proteina da eliminare e la degrada.

Le proteine chaperon implicate in questo processo si chiamano BiP e sono parte di un sistema che

consente alla cellula di percepire la funzionalità del RER. Più precisamente le BiP normalmente

sono legate ad un complesso transmembrana chiamato Ire1p, quando c’è un’alta concentrazione

di proteine che non riescono a ripiegarsi correttamente molte chaperons devono staccarsi dal

complesso Ire1p e quindi lo lasciano libero permettendogli di reagire con un altro complesso

identico formando un dimero. Questo dimero è in grado di generare un segnale citosolico in grado

di giungere al nucleo e attivare specifici geni che codificano per proteine che stimolano l’apoptosi,

in particolare proteine in grado di modificare la membrana del mitocondrio per far passare il

citocromo C. La cellula è quindi in grado di capire quando sia meglio andare in contro a morte

celulare. Questo processo è definito REAZIONE DI STRESS DEL RE.

APPARATO DI GOLGI

formato da cisterne che non sono in comunicazione diretta fra loro, queste sono impilate a hanno

• pH acido pari a 6,5.

funzioni: smistamento e modificazione delle proteine.

• sintesi dei proteoglicani;

STRUTTURA

L’apparato di Golgi è formato da cisterna membranose (membrana singola) separate fra loro e

impilate l’una sull’altra. A partire dal RE e andando verso l’esterno si possono riconoscere alcune

strutture fondamentali:

il cis-Golgi Network che è formato dalle vescicole provenienti dal RE, è la prima parte del Golgi

• ed è in continuità con la prima cisterna cis in cui maturerà;

la cisterna cis che deriva dalla maturazione del cis-Golgi network;

• la cisterna mediale che non è in continuità con nessuna cisterna;

• la cisterna trans che è in continuazione con il trans-Golgi network;

• il trans-Golgi network che è la zona terminale dell’organello ed è da qui che si dipartono le

• vescicole adibite alla secrezione. TRASPORTO

Il Golgi è un organello in continua modificazione e

maturazione, le cisterne maturano in quellu successive

attraverso lo scambio di vescicole che può avvenire in modo:

•anterogrado se procede dal RE all’esterno ed è il processo

che porta alla maturazione delle proteine che devono poi

essere secrete o che faranno parte della membrana

plasmatica;

•retrogrado se va nel verso opposto ed è il processo che porta

alla maturazione delle proteine che poi dovranno tornare al RE.

In questo caso la proteine compie il suo percorso di

modificazioni dal cis fino al trans-Golgi e poi tramite vescicole

che gemmano dalla zona laterale del Golgi tornano indietro per

compiere funzioni nel RER.

I metodi con cui il Golgi matura e trasporta le proteine sono

due:

un primo prevede che vescicole si stacchino dalla cisterna

precedente e si fondano a quella successiva portando con loto

le proteine da far maturare;

un secondo prevede invece che dalla cisterna precedente si

formino protrusioni tubulari che si fondono temporaneamente

con la cisterna successiva permettendo il passaggio di

molecole. Si pensa che questo metodo però sia di gran lunga

inferiore a quello precedente.

FUNZIONI

Il Golgi svolge numerose funzioni tra cui:

La modificazione della glicosilazione in N avvenuta nel RER. In particolare rimuove residui di

• mannosio in modo da semplificare le ramificazioni e formare una biforcazione. Inoltre aggiunte

residui di n-acetilglucossammina, galattosio, acido sialico e in alcuni casi anche fucosio. Più

precisamente:

1. vengono rimossi 2 mannosi;

2. viene aggiunta una n-acetilglucossammina;

3. vengono rimossi altri due mannosi formando così una ramificazione;

4. viene aggiunta un’altra n-acetilglucosammina;

5. in alcuni casi viene aggiunto un fucosio che si lega ad una delle 2 n-acetilglucosammine

che legate all’asparagina;

6. vengono aggiunti due galattosi, uno per ramificazione;

7. vengono aggiunti due acidi sialici, uno per ramificazione;

Questi processi che portano alla maturazione della proteine glicosilate in questione avvengono in

diverse cisterne del Golgi.

GLICOSILAZIONE IN O

La glicosilazione in O può avvenire solo nel Golgi e colpisce residui amminoacidici di Treonina o

serina per via del loro gruppo alcolico.

SINTESI DEI PROTEOGLICANI

I proteoglicani posseggono uno scheletro proteico che si forma nel RER e nel Golgi maturano

attraverso la loro particolare glicosilazione. Attraverso un ponte tetrasaccaridico legato a residui di

serina vengono legati GAG. I proteoglicani sono di vitale importanza per le matrici extracellulari.

TAGLIO PROTEOLITICO

Il taglio proteolitico può avvenire solo nel Golgi ed è importantissimo perchè consente l’attivazione

di enzimi e ormoni che vengono prodotti nel RER nella loro forma inattiva. Un esempio è l’insulina.

TRAFFICO VESCICOLARE

Il traffico vescicolare è richiesto per il trasporto di

proteine all’interno della cellula, da un comparto

membranoso all’altro. Il processo consiste in una

gemmazione di una vescicola contenente la

proteina cargo dal compartimento d’origine che

viaggia fino alla membrana di destinazione. Il

processo prevede che nel momento della

gemmazione la vescicola sia rivestita da uno strato

proteico che ha la funzione di evitare che la

vescicola si fonda nuovamente con la membrana

d’origine. Una volta gemmata la vescicola perde il

suo rivestimento e raggiunge il suo complesso di

destinazione dove viene intercettata da un

complesso antenna, infine la membrana

vescicolare si fonde con quella dell’organello di

destinazione liberando così il suo contenuto.

RIVESTIMENTI DELLE VESCICOLE

I rivestimenti che impediscono la fusione della vescicola con la membrana di partenza possono

essere di vario tipo in base al luogo da cui originano e a quello dove sono destinate:

il rivestimento di COPII riveste esclusivamente le vescicole che gemmano dal RE per andare al

• Golgi.

il rivestimento di COPI riveste vescicole che devono andare al RE dal Golgi, al Golgi stesso e

• alla membrana plasmatica.

il rivestimento di clatrina rivestono vescicole che possono gemmare dal trans-Golgi network

• dirette ai lisosomi, dagli endosomi precoci dirette al Golgi, dal plasmalema agli endosomi

(endocitosi), dalle vescicole di secrezione al Golgi.

CLATRINA

Il rivestimento di clatrina ha una forma ad icosaedro troncato. La clatrina è composta da 3 tre

catene leggere e 3 pesanti che formano dei trimeri detti trischeli. Un trischelio è una struttura a tre

braccia che formano particolari angoli, i trischeli

si combinano fra loro andando a costituire la

struttura del rivestimento.

La clatrina gode di una particolare proprietà,

ossia che il legame fra molecole di clatrina è

cooperativo ossia il legame favorisce la

formazione di altri legami. La formazione di

questo rivestimento non prevede l’intervendo di

GTPasi o di energia.

Il processo di formazione del rivestimento di

clatrina prevede diversi passaggi:

1. le proteine che devono essere trasportate si legano ad uno specifico recettore di membrana

che riconosce una sequenza segnale. Il legame cargo-recettore induce la modificazione del

recettore nel lato citosolico in modo che questo venga riconosciuto da delle proteine adattatrici.

2. Queste proteine adattatrici hanno il compito di legare a loro molecole di clatrina che legandosi

fra loro tramite legame cooperativo cominciano a formare il rivestimento della vescicola.

3. La forma icosaedrica della clatrina porta la membrana a ripiegarsi per rispettare gli angoli di

legame, il processo continua finche non rimane una piccola connessione citosolica fra la

vescicola e la membrana d’origine.

4. Qui interviene una proteina chiamata dineina che ha il compito, grazie alla sua particolare

forma a spirale, di strozzare il collegamento. Utilizzando ATP la dineina strozza il collegamento

facendo avvicinare le due membrana espellendo l’acqua intrappolata fra le due fino al loro

contatto.

5. Le membrane si fondono e la vescicola si distacca permettendo alla clatrina di concludere il

rivestimento attorno alla vescicola.

6. Una volta distaccata la vescicola viene attaccata da alcune proteine che contattano altre

proteine chaperons che hanno il compito di indurre il distacco del rivestimento di clatrina

lasciando le vescicole nude. I trischeli di clatrina e i complessi di adattamento vengono

successivamente riutilizzati in un altro processo.

COPII

Il rivestimento di COPII si forma con un processo del tutto simile al precedente, ciò che cambia è il

complesso adattatore e ovviamente le proteine che creano il rivestimento. Il segnale che induce

alla formazione di questo rivestimento è la glicosilazione, ossia la catena di zuccheri inserita nel

RE da cui è stato rimosso il glucosio e il mannosio, infatti le vescicole che possiedono questo

rivestimento gemmano esclusivamente dal RE.

Il complesso adattatore necessita di una proteina chiamata Sar1 che si lega sul versante citosolico

del reticolo e che se lagata al GTP (è una G-protein) promuove la creazione dello strato proteico

attorno alla vescicola. Il rivestimento necessita quindi di energia per essere formato.

Infine come nel caso della clatrina anche qui interviene la dinamina che permette il distacco della

vescicola.

COPI

Il rivestimento di COPI comprende quelle vescicole che appartengono al traffico retrogrado.

Similmente al COPII anche in questo caso è necessaria una G-protein che permetta la formazione

del rivestimento, in questo caso la proteina in questione è ARF. È una proteina citosolica dotata di

un’ancora lipidica miristolica che è nascosta in una tasca idrofobica quando la proteina è inattiva

ed è invece esposta e pronta ad ancorarsi alla membrana nella configurazione attiva.

Il legame con la membrana avviene in realtà anche se ARF ha legato il GDP ma questo legame

viene stabilizzato solamene se è legato GTP. L’interconversione GDP—>GTP è a cura di una GEF

(fattore di scambio dei nucleotidi guaninici).

Nel caso queste vescicole debbano tornare al RE la proteina che devon trasportare deve

contenere una sequenza amminoacidica denominata KDEL (Lys-Asp_Glu-Leu), questa sequenza

viene riconosciuta da uno specifico recettore nel cis-Golgi network e viene inserita in una vescicola

che verrà ricoperta da COPI.

RICONOSCIMENTO E AGGANCIAMENTO

Il riconoscimento delle vescicole è importante perché le

proteine che vengono trasportate devono essere portate nel

compartimento cellulare corretto dove adempieranno ai loro

compiti. Esistono tre tipi di segnalazione ovvero tre tipi di

molecole che sono legate alla vescicola e che permettono il

corretto riconoscimento di queste ultime da parte di

complessi antenna o di riconoscimento o di cattura

presenti nella membrana target.

i fosfatidilinositoli che sono delle varianti del classico

• fosfatidilinositolo per modificazione della posizione di

legame dei gruppi fosfato sull’anello dell’inositolo (ha 3

fosfato e due possono cambiare posizione, uno invece è

coinvolto nel legame con il glicerolo). Le membrane dei vari organelli differiscono fra di loro per il

tipo di fosfatidilinositoli presenti nelle loro membrane nel lato citosolico. Quando si viene a creare

una nuova vescicola essa viene creata cambiando il codice dei fosfatidiliinositoli, nel momento in

cui questa molecola raggiunge la membrana target il suo codice viene modificato e reso uguale a

quello della membrana di destinazione. Questi fosfatidilinositoli vengono riconosciuti da un

complesso antenna (costituito da un dimero proteico con superavvolgimento coiled-coil, nella

zona terminale è presente una proteina che riconosce i diversi PI, è un dominio molto lungo che

permette il riconoscimento anche in zone distanti e poi medierà anche l’avvicinamento della

vescicola).

una volta avvicinate subentra un altro tipo di riconoscimento mediato da proteine G chiamate

• Rab. Anche di Rab ne esistono di tanti tipi di cui ognuno è specifico per un organello. Esistono in

una forma attiva e in una inattiva (presente nel citosol legata a GDP). Hanno una molecola di

prenile legata, nella forma inattiva nel citosol una molecola di GDI copre con il suo dominio la

molecola di prenile. Una Rab può legarsi a una membrana solo se c’è una GDF che è in grado di

rimuovere il GDI e permettere al prenile di fare da ancora sulla membrana. Successivamente

una specifica GEF permetterà di sostituire il GDP con il GTP rendendo attiva la Rab. Quando è

attiva:

- viene reclutata in vescicole in formazione da quel comparto di membrana;

- finisce quindi dentro la vescicola legata nell lato citosolico;

- la vescicola viene reclutata da un complesso antenna grazie ai PI nella membrana di

destinazione;

- qui la Rab viene riconosciuta da un suo specifico recettore e ciò permette l’avvicinamento

della vescicola alla membrana;

- Un altro complesso media la fusione delle membrane e quindi la Rab si ritrova a fare parte

della membrana di destinazione, a questo punto idrolizza il GTP e questo la rende molto

affine alla GDI e viene facilmente estratta nella membrana con il gruppo prenile che viene

inserito nella tasca della GDI, da qui viene riportata nel citosol dove potrà ritornare a compiere

un processo identico.

La Rab serve quindi a determinare da quale organello deriva la vescicola.

il terzo sistema di riconoscimento è anche il sistema con il quale le vescicole si fondono

• all’organello di destinazione ed è composto da proteine che prendono il nome di Snare. Sono

proteine transemembrana che formano dimeri altamente specifici ma le due subunità del dimero

sono presenti una sulla vescicola (v-snare) e una sulla membrana bersaglio (t-snare). Ne

esistono di tanti tipi specifici, questo assicura un riconoscimento specifico. Le due subunità del

dimero una volta unite formano un dominio coiled-coil che sistringe su se stesso, il che porta la

vescicola ad avvicinarsi alla membrana bersaglio e man mano che il dominio si stringe vengono

allontanate le molecole d’acqua fra le due membrane. Ad un certo punto spontaneamente i due

foglietti citosolici di membrana si fondono fra di loro e successivamente anche i due foglietti

citosolici portando alla fusione completa delle due membrane. Alla fine del processo le v-snare e

le t-snare fuse fra loro vengono separate attraverso complessi proteici che utilizzando ATP

sciolgono il legame fra le due subunità. A questo punto la v-snare verrà

introdotta in vescicole che la riporteranno all’organello di partenza (non

passanno attraverso il citosol perchè non possono separarsi dalla

membrana).

ESOCITOSI

Vengono prodotte dal reticolo trans del Golgi che una volta maturate

andranno a fondersi con il plasmalemma andando a riversare il loro contenuto

nello spazio extracellulare mentre le proteine integrali di membrana presenti

sulla vescicola andranno a fare parte della membrana plasmatica.

Esistono due processi secretori:

una comporta la secrezione costitutuiva, è un processo continuo che porta

• vescicole prodotte dal Golgi a fondersi con il plasmalemma.

una comporta la secrezione regolata, ossia dal trans Golgi vengono prodotte vescicole di

• secrezione che non si fondono con la membrana ma che si accumulano nel citoplasma finché

non avverrà uno stimolo che porta queste vescicole a fondersi con il plasmalemma. Quindi

rilasciano il loro contenuto solo quando la cellula è stata stimolata a farlo. In questo tipo di

vescicole tipicamente non ci sono proteine integrali che andranno a modificare la membrana

plasmatica. Un esempio di questo tipo di esocitosi è il mastocito che libera le sue vescicole solo

quando è in corso un processo infiammatorio.

Le proteine coinvolte in questi due processi sono molto diverse fra loro e sono indirizzate verso la

giusta vescicola grazie a peptidi segnale presenti nella loro struttura.

Le vescicole una volta prodotte dal Golgi non sono pronte per l’esocitosi e vengono definite

immature, in queste forma la vescicola è molto grande perché contiene oltre alle proteine che

devono essere secrete molto spazio acquoso, nel processo di maturazione la vescicola viene

compattata grazie all’eliminazione di una grande quantità d’acqua. Per far ciò si formano vescicole

coperte di clatrina piene del contenuto non proteico della vescicola e rimuovono inoltre i recettori

che hanno portato a formare la vescicola di secrezione, queste vescicole tornano al Golgi

riportando i recettori e la componente acquosa.

In alcune cellule la secrezione può essere polarizzata ovvero avviene solo da un lato della

membrana. Questo tipo di secrezione è importante per esempio per le cellule dello stomaco che

hanno una differenza strutturale nella zona apicale e basale.

ENDOCITOSI

Porta alla formazione di vescicole sulla membrana plasmatica che andranno a fondersi a un

organello che si chiama endosoma primario, a questo verranno a fondersi anche vescicole

provenienti dal Golgi. Questo porta alla maturazione di questo organello che diventa quindi

endosoma tardivo. A questo arrivano altre vescicole dal Golgi e si trasforma in lisosoma. Questo

organello ha un pH molto acido (5/5,5) e questo è dovuto alla pompa V presente sulla sua

membrana che utilizza ATP per pompare ioni idrogeno nel lisosoma, il pH basso serve per attivare

una serie di enzimi litici presenti al suo interno.

LISOSOMA

Organello con funzione di disgregazione di macromolecole. Gli enzimi litici che lo caratterizzano

vengono prodotti nel RER, maturano nel Golgi e vengono portati all’endosoma primario che

attraverso il processo di maturazione diventerà un lisosoma a tutti gli effetti.

Il segnale per la maturazione di questi enzimi è una modificazione della glicosilazione in N che

porta alla formazione di mannosio 6P che viene riconosciuto da specifici enzimi nel trans Golgi, gli

enzimi così marcati vengono inseriti in vescicole ricoperte di clatrina e mandate agli endosomi.

Il processo che porta alla formazione del mannosio 6P è composto da più tappe:

ad uno dei residui di mannosio viene legato tramite il fosfato una n-acetilglucossamina;

• quest’ultima viene rimossa e il fosfato rimane legato a uno dei mannosi

Questo processo avviene nella cisterna cis del Golgi ma solo nel trans

l’enzima verrà caricato in una vescicola dopo il legame con il suo

recettore. Il pH leggeremente acido del Golgi 6,5 non è sufficiente ad

attivare l’enzima.

Il pH acido dei lisosomi porta al distacco del mannosio 6P dal recettore

(verrà riciclato tramite vescicole che tornano al Golgi).

FASE DI FORMAZIONE DELLE VESCICOLE

Il processo è simile a quello di origine di vescicole degli organelli ma

contempla l’utilizzo di diversi tipi di proteine in base al tipo di vescicole:

vescicole ricoperte di clatrina che si separano dalla membrana plasmatica grazie alla dinamina;

• altre sono rivestite di caveolina;

• infine esistono vescicole senza rivestimento che prendono il nome di vescicole endocitiche

• indipendenti dalla clatrina e dalla caveolina;

La caveolina forma dimeri e non trischeli e richiede ATP per formare il rivestimento. Le vescicole

rivestite da questa derivano da zone di membrana ricche di colesterolo e prendono il nome di

caveole. Dipendono anch’esse dalla dinamina per il distacco dal plasmalemma.

Le vescicole indipendenti possono formarsi in vari modi. Un modo classico dipende dai recettori

che si combinano fra loro portando ad un ripiegamento della membrana per ragioni geometriche.

La vescicola si stacca in gran parte dei casi grazie alla dinamina, esiste però un tipo di queste

vescicole che sono indipendenti dalla dinamina ed è ancora sconosciuto il metodo di distacco.

Nel processo di formazione dell’endosoma tardivo spesso succede che nella zona in cui sono

situati i recettori le membrana protende verso l’interno dell’endosoma e si stacca una vescicola

contenenti i recettori. Si parla in questo caso di corpo multivescicolare. Questi recettori verrano

poi degradati quando l’endosoma maturerà in lisosoma.

Anche l’endocitosi può essere specifica, esistono delle vescicole endocitiche che si formano da un

tratto della membrana che vanno a endosomi specifici per quelle vescicole. Questo serve per

correggere gli errori di destinazione, un esempio può essere il caso in cui una pompa sodio-

potassio venga portata sulla porzione basale di una membrana invece che in quella apicale. Nelle

zona basale esistono specifici recettori che mediano l’endocitosi specifica che porterà alla

degradazione della pompa in questione.

Questo meccanismo combinato con la secrezione specifica da vita alla transcitosi. Questo

fenomeno è fondamentale per esempio per l’assunzione degli anticorpi dal latte materno per i

neonati. Questo processo consiste in determinati recettori da un lato della membrana che portano

ad endocitosi specifica e quindi alla formazione di vescicole endocitiche, queste però non

andranno agli endosomi primari ma si trasformeranno in vescicole secretorie che porteranno

dall’altro lato della membrana il cargo proteico.

Oltre all’endocitosi esitono altri tipi di processi che portano all’interno della cellula strutture che poi

verrano lisate all’interno dei lisosomi:

la fagocitosi consiste nel importare dentro la cellula strutture macroscopiche (batteri o

• frammenti cellulari), la cellula crea delle protrusione che avvolgono la struttura portandola a

venire racchiusa da una membrana formando un fagosoma (equivalente all’endosoma) che

riceverà dal Golgi gli enzimi che lo trasformeranno in un lisosoma.

la macropinocitosi in cui la cellula produce una lunga protrusione che avvolge parte dello

• spazio extracculare catturando tutte le macromolecole che vengono avvolte. Non è mediata da

recettori come nel caso precendente.

l’autofagia che consiste nell’avvolgere un organello o una struttura macroscopica della cellula

• con la membrana formando l’autofagosoma che riceverà enzimi dal Golgi e maturerà in

lisosoma. L’autofagosoma si origina da un fagoforo che è una sorta di vescicola allungata che

avvolge il materiale chiudendosi poi su se stesso formando una struttura vescicolare a doppia

membrana. esso può ricevere enzimi dal Golgi oppure fondersi direttamente con un lisosoma

provocando la digestione della membrana interna e del suo contenuto.

la microautofagia avviene quando le strutture da distruggere sono abbastanza grandi ma non

• abbastanza per essere reclutati dall’autofagosoma e sono quindi introdotte tramite vescicole

all’interno dei lisosomi stessi. Si forma sulla membrana esterna del lisosoma una protrusione che

porta parte del materiale citosolico all’interno del lisosoma.

IL CITOSCHELETRO

il citoscheletro è formato da polimeri proteici. Ogni polimero contiene molte migliaia di subunità

• identiche.

il citoscheletro genera i movimenti cellulari, fornisce il sostegno meccanico alla cellula, detrmina

• la forma e la posizione degli organelli citoplasmatici.

Tutti i polimeri citoplasmatici sono dinamici, continuamente acquistano (polimerizzazione) e

• perdono (depolimerizzazione) subunità.

Ai filamenti filamenti sono associate centinaia di proteine che ne determinano la funzione,la

• distribuzione e il comportamento. Un esempio sono i motori proteici che idrolizzando ATP

spostano strutture legate a loro.

Esistono tre tipi di filamenti citoscheletrici: i microfilamenti, i microtubuli e i filamenti

• intermedi.

La caratteristica di poter polimerizzare e depolimerizzare garantisce al citoscheletro una dinamicità

che è essenziale per il suo corretto funzionamento. Sotto determinati stimoli deve cambiare forma

per rispondere a determinate situazioni. I filamenti non possono acquistare o perdere subunità da

qualsiasi punto ma solamente dalle estremità, questo è dovuto al fatto che i singoli filamenti sono

uniti fra loro da legami crociati che sono sfalsati in modo da permettere la massima resistenza

possibile. I filamenti contengono quindi le subunità sfalsate per ottenere una struttura più resistente

e resistente inoltre alle torsioni. MICROTUBULI

sono dei tubuli di 25 nm di diametro privi di ramificazioni;

• svolgono molteplici funzioni:

• - fungono da impalcatura che fornisce sostegno e forma della cellula, forniscono resistenza alla

deformazione. Nei neuroni sono responsabili della lunghezza assonica e della forma stellata

del corpo cellulare.

- sono strutture dinamiche che permettono la modificazione della forma della cellula. Un

esempio è l’assone in fase di crescita di un neurone giovane, nella zona di accrescimento i

microtubuli sono in costante accrescimento.

- formano binari per il trasporto di organelli e piccole molecole che si muovono grazie ai motori

proteici.

- Formano il fuso mitotico e il fuso meiotico ossia strutture temporanee che sono fondamentali

nei processi di divisione cellulare.

- Costituiscono gli elementi assili delle ciglia (funzione di spostamento di sostanze quali il

muco) e dei flagelli (permette il movimento cellulare, per es. spermatozoi).

STRUTTURA

I microtubuli sono costituiti da subunità di tubulina. Questa è un eterodimero composto da una

subunità di α-tubulina e una di β-tubulina. Entrambe queste proteine sono legate al GTP (non sono

però G-protein a tutti gli effetti, questo perché non esistono in una forma attivata e in una non

attivata, sono in grado infatti anche se legate a GDP di formare protofilamenti e microtubuli in


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia 1 (ordinamento U.E. - 6 anni)
SSD:
Università: Padova - Unipd
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher GabrieleMonetti di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Citologia, embriologia e istologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Padova - Unipd o del prof Cordenonsi Michelangelo.

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