Basi cellulari e genetiche della medicina - Appunti

CALCIO CHE ATTIVA CINASI CALCIO DIPENDENTI---> CONTRAZIONE MUSCOLARE.

[EXCuRSUS]--> ACETILCOLINA solitamente viaccia TRASPORTATA ASSONICAMENTE da

proteine che SI ASSOCIANO AI MICROTUBULI e li sfruttano per il movimento ---< PROTEINE

MOTORE DINEINA CINESINA

.Ricordare che il calcio libero nella cellula è particolarmente NULLO --> questo è dovuto alla

presenza di CA2+ATPASI sia sulla membrana (ESPULSIONE) sia nel REL (SEQUESTRO)

(ESEMPIO di CELLULA UOVO E PROTEASI CHE SI LIBERANO CA2+ DIPENDENTI per

impedire doppia fecondazione)

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CANALI EUCARIOTICI

-VOLTAGGIO : NA /K/CA2+

-LIGANDO DIPENDENTI: CAMP, IP3,ACH ecc

Piu presenti: CATIONICI,CLORO,SODIO,CALCIO

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[ATPASI P]

. NA/K ATPASI

---> 3 subunita ripetute in COPPIA x2

SUBUNITA ALFA,BETA,GAMMA--> ALFA 10 eliche transmembrana , BETA 1 elica , gamma 1

elica.

--> ALFA PIU IMPORTANTE POSSIEDE 3 SITI : . SITO N--> legame ATP

. SITO P--> FOSFORILLAZIONE ASPARTATO

. SITO A--> REGOLAZIONE

.CA2+ ATPASI

---> MOLTO SIMILE A NA/K ATPASI ma con UNA SOLA SUBUNITA

---> possiede regione N,P,A

. La ca 2+ ATPASI è spesso AIUTATA DA CALCIOSOMI che formano riserve di calcio.

---> MEDESIMO FUNZIONAMENTO --> Fosforillazione fa cambiare conformazione e determina il

trasporto,FOSFATASI toglie il fosfato e causa il ritorno alla conformazione orginaria.

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RIEPILOGO DI TUTTE LE ATPASI

- [TIPO P]

----> LE UNICHE IN CUI IL FOSFATO SERVE A AUTOFOSFORILLARSI (ASPARTATO) !!

.Hanno solitamente due o tre subunita alfa beta gamma in cui alfa svolge il 99% delle funzioni

- hanno sulla subunita alfa i 3 siti N,P;A

-[TIPO V] vacuolare.

.sono pompe protoniche--> hanno la funzione di ABBASSARE IL PH ALL interno dei lisosomi

. L ATP NON SERVE PER AUTOFOSFORILLARSI !!

-[TIPO F]

.Molto simili per struttura a tipo V, sono pompe protoniche

. l'atp NON SERVE PER AUTOFOSFORILLARSI

.Nei mitocondri hanno funzione di ATPSINTETASI(Gradiente protonico inverso funzionano alla

rovescia)

-[ATPASI ABC]

.2 SUBUNITA CITOSOLICHE

. HANO UN SITO DI LEGAME DI ATP, un sito di REGOLAZIONE e un sito di FOSFORILLAZIONE

.Sono uniche--> trasportano FUORI una serie di piccole MOLECOLE idrofobiche ,spessissimo

FARMACI,COLESTEROLO

. DETERMINANO LA RESISTENZA AGLI ANTIBIOTICI---> Spesso sono POCO SELETTIVE

---> NORMALMENTE SONO ESPRESSE IN PICCOLA QUANTITA SULLA MEMBRANA-->

L'utilizzo prolungato di un farmaco o di una sostanza ne aumenta l espressione---> una maggiore

quantita di farmaco esce---> serve una dose maggiore che fa ulteriormente aumentare l

espressione ---> RESISTENZA !! (ESPRESSIONE RELATIVA A EFFETTIVA NECESSITA COME

ACQUAPORINE )

.NON TRASPORTANO SOLO molecole ma anche IONI-->

--> L'ABCC7 è deputata alla FUORIUSCITA DEL CLORO --> CONTROLLATA DA LIVELLO DI

[cAMP].

.In situazioni FISIOLOGICHE il cloro fuoriuscendo nel lume alveolare determina accoppiamento

con NA--> forma ioni idratati ATTIRANDO ACQUA per fenomeno osmotico ---> IL MUCO

RISULTA FLUIDO !!

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---> NEL CASO CI SIA UNA DISFUNZIONE DI QUESTO TRASPORTATORE IL CLORO NON

FUORIESCE---> NON SI VERIFICA FENOMENO OSMOTICO verso il lume ALVEOLARE QUINDI

vi è una ridottissima quantita di acqua nel muco---> aumenta la possibilita di infezioni--> le infezioni

attirano altri macrofagi e proteine nel muco che PEGGIORANO ulteriormente la situazione.

---> FIBROSI CISTICA

2-12-2013

[Acquaporine]

Mediano il trasporto di acqua

-sono solitamente composte da 4 unita

- non fanno passare ioni

-Il passaggio è molto veloce---> circa 109 molecole al secondo

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[TRASPORTATORI]---> Ricordiamo che effettuano un INTERAZIONE legando la

molecola,presentano maggiore lentezza e SATURABILITA

-[NUCLEOSIDI] --> Vengono COTRASPORTATI con il sodio :---> Il sodio fluisce secondo

gradiente e mediante la STESSA PROTEINA (in questo caso) il nucleoside fluisce CONTRO

GRADIENTE (SIMPORTO)--> Il gradiente del sodio fornisce energia per il trasporto del nucleoside

contro gradiente---> ENERGIA fornita mediante CAMBIAMENTO CONFORMAZIONALE DELLA

PROTEINA TRASPORTATRICE.

--> Una volta fosforillati non escono piu grazie al fosfato nella cellula

-[GLUCOSIO]

---> Vi sono moltissimi trasportatori,almeno 12

----> I trasportatori hanno una zona "SSIGNATURE" che determina una particolare sezione

amminoacidica che permette il funzionamento del trasportatore e lo caratterizza.

-NEL LUME INTESTINALE EPITELIALE:

[SGLUT1] 11 domini transmembrana: Effettua un SIMPORTO con il sodio---> Il sodio fluisce

secondo gradiente trasportando il glucosio introdotto con la dieta CONTRO GRADIENTE NELLA

CELLULA

--->Questo perche nelle cellule epiteliali intestinali vi è un ACCUMULO di glucosio non fosforillato

nella cellula---> SERVE IL TRASPORTO ATTIVO !

--> In tutte le altre cellule il glucosio penetrato all interno viene IMMEDIATAMENTE fosforillato a

GLUCOSIO 6 FOSFATO e quindi la CONCENTRAZIONE di GLUCOSIO risulta bassa nella cellula

e alta fuori ---> Pertanto non SERVE TRASPORTO ATTIVO e non c'è bisogno di SGLUT1 ma

basta un trasporto secondo gradiente.

-IN TUTTE LE CELLULE NORMALI NON INTESTINALI EPITELIALI:

[GLUT 1-12] con 12 DOMINI TRANSMEMBRANA dotati di SSIGNATURE

----> Trasportano la molecola SECONDO GRADIENTE (Esterno--->Interno)

VIENE REGOLATO---> Ha una regione citosolica che puo cambiare conformazione in base al

rapporto ATP/ADP

- Un elevato livello di ATP indica che la cellula non ha bisogno di produrre energia --> L atp fa

cambiare conformazione alla proteina che NON CONSENTE al glucosio di entrare---> SI

RAGGIUNGE SATURAZIONE E IL TRASPORTO SI FERMA-

- Un elevato livello di AMP indica che invece la cellula NECESSITA di energia e quindi il trasporto

procede--> conformazione corretta

-Un altro sistema di regolazione --> consiste nella ESPRESSIONE SELETTIVA della proteina

[GLUT1] ---> piu c'è necessita di ingresso di glucosio piu la proteina di membrana viene espressa,

meno ce n'è necessita meno viene espressa.

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il FERRO

---> è essenziale per molte reazioni quali le redox,la fosforillazione ossidativa e la sintesi di gruppi

eme

---> PERO puo essere MOLTO MOLTO dannoso soprattutto per la propria capacita ossidante e

riducente

--> PER questo va mantenuto sotto STRETTISSIMO CONTROLLO.

-A livello della membrana abbiamo il RECETTORE DELLA TRANSFERRINA.

Il ferro è legato alla TRANSFERRINA ma questo non è un trasportatore bensi un sistema di

endocitosi.

il ferro è legato in forma FE3+

----> Penetra nel citosol in una vescicola--->La vescicola ENDOCITICA si fonde con un lisosoma

che grazie alla h+ atpasi fa scendere il ph--> Questo causa distaccamento del ferro dalla

trasferrina--> il FE3+ viene ridotto da una reduttasi a FE2+---> Tramite NRAMP1 il ferro fuoriesce

nel CITOSOL sfruttando il SIMPORTO con h+ CONTRO GRADIENTE.

-[NRAMPII] è presente a livello della MEMBRANA PLASMATICA delle cellule epiteliali intestinali--

> Trasporta ferro dentro in forma FE2+ grazie all acidita dell ambiente intestinale che crea

gradiente di H+ che fa fluire il FE2+ all interno

-[NRAMPI] è anche presente nella membrana PLASMATICA dei MACROFAGI e serve a

trasportare ferro per uccidere BATTERI

---> I batteri legano MOLTO ferro per garantire patogenicità e per svolgere le loro normali ---> I

lisosomi dei macrofagi dopo aver inglobato un batterio tramite NRAMPI trasportano fuori il ferro per

evitare che i batteri se ne nutrano in modo da evitare patogenicità e inattivarli

- I [MITOCONDRI] utilizzano molto ferro---> PEr formare EME,per catena respiratoria ecc.

---> sulla loro membrana è presente [MITOFERRINA] che trasporta all interno IONI FE2+

---> All'interno dei mitocondri è presente una specie di SONDA DEL LIVE/LLO DI FERRO ancora

in studio che prende il nome di [FRATAXINA] ---> Sembra sia coinvolta nell SONDARE il livello

complessivo di ferro.

Una sua alterazione funzionale dovuta a mutazione o altro causa una SINDROME nota come

ATASSIA DI FRIEDRICH.

--> Il ferro può essere reso innocuo in due modi:

-ESSERE LEGATO A [FERRITINA] nel citosol e formare aggregati non dannosi

-Essere TRASPORTATO alla membrana plasmatica e da qui fluire all esterno attraverso

[FERROPORTINA] di membrana.

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[CONVERSIONE DI ENERGIA ]

-La cellula tra energia dalla DEGRADAZIONE DI PRODOTTI

--->[ATTENZIONE]

METABOLISMO: - CATABOLISMO demolizione di sostanze per trarne energia

- ANABOLISMO Costruzione di molecole complesse

- La cellula trae energia dalla [ROTTURA DI LEGAMI CHIMICI] --> ATTENZIONE !!! LA CELLULA

NON PUO UTILIZZARE IL CALORE O L ENERGIA CINETICA CONNESSO ALLA ROTTURA DEI

LEGAMI--> SOno solo schematizzazioni fisiche perche la cellula funziona a TEMPERATURA

COSTANTE !!!

---> Cio che veramente fornisce energia è la FORMAZIONE DI MOLECOLE IN UNO [STATO DI

INSTABILITA] che essendo provvisorio innesca una reazione successiva .

--> LA PAROLA CHIAVE è [INTERMEDI ATTIVI PROVVISORI !!]

Le reazioni devono quindi essere accoppiate SPAZIALMENTE E TEMPORALMENTE senno l

energia va persa in calore.

CONVERTITORI:

-ATP

-NAD

-FADH

il più comune è

[ATP]

AMP+ATP---------> 2ADP ad opera di ADENILATO CINASI

ADP--->ATP ad opera di cinasi e di GLICOLISI,FOSFORILLAZIONE OSSIDATIVA.

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[GLICOLISI] ---> Produzione totale 4 aTP , netta 2 ATP+ 2 consumati.---> GLUCOSIO 6

FOSFATO NON PUO PIU USCIRE

-Sfrutta il glucosio trasformato in GLUCOSIO 6 FOSFATO.

PRODUZIONE :

Glucosio fosforillato--> ESOCINASI---> impedisce a GLUCOSIO di fluire fuori secondo gradiente

2-[ALDOLASI]

I-->Gliceraldeide 3P--> BISFOSFOGLICERATO--->ATP FOSFOGLICERATO CINASI

II-->PIRUVATO---> ATP PIRUVATO CINASI

----> è il sistema piu rapido e semplice per produrre atp ma ha un rendimento basso,viene usato

per la produzione di energia immediata.

[FOSFORILLAZIONE OSSIDATIVA]

-Avviene sulla MEMBRANA INTERNA DEI MITOCONDRI

Vi sono diversi complessi formati da gruppi FERRO/zolfo o EME che fanno procedere gli elettroni

in una precisa direzione

I NADH DEIDROGENASI

II (non è associato alla membrana ma è mobile e periferico) sUCCINATO DEIDROGENASI,

accetta elettroni da FADH2 ed è coinvolto nel CICLO DI KREBS del lume---> PERIFERICO

III CITOCROMO RIDUTTASI Fe3+---->Fe2+ --> TRASPORTO DI UN ELETTRONE PER VOLTA

IV CITOCROMO OSSIDASI ---> Trasferisce elettroni a O2 che lega H+ e si trasforma in due

molecole d acqua. cu2+-->cu+

-UBICHINONE O COENZIMA Q --> LIPIDE che prend