Biologia animale 2

IL GLICOCALICE

I lipidi presenti nella membrana plasmatica possono legare catene di zuccheri generando così i

glicolipidi. Le proteine della membrana plasmatica possono legare brevi catene di zuccheri,

ovvero oligosaccaridi, generando così glicoproteine. Tutti i carboidrati appartenenti ai glicolipidi

e alle glicoproteine contribuiscono a formare il GLICOCALICE che si affaccia sempre sul

versante non citosolico della cellula. Aiuta a proteggere la superficie cellulare dal

danneggiamento chimico e meccanico. Le catene di zuccheri assorbono acqua rendendo così

scivolosa la membrana cellulare: questa caratteristica aiuta per esempio le cellule mobili. Il

glicocalice svolge un ruolo fondamentale nel riconoscimento e nell’adesione cellulare. Il

Glicocalice è quindi un involucro che distingue cellule specializzate e media l’interazione cellula-

cellula. 37

ORGANELLI CITOPLASMATICI

Gli Eucarioti presentano membrane interne che mantengono l’organizzazione interna della

cellula e la specializzano: COMPARTIMENTALIZZAZIONE in ORGANELLI: strutture

citoplasmatiche rivestiti da membrana uguale a quella plasmatica e in SISTEMI DI

MEMBRANE.

Sistemi di membrane interne: Organelli provvisti di membrane:

1) Involucro nucleare 1) Mitocondri

2) Reticolo endoplasmatico 2) Cloroplasti (cellula vegetale)

3) Apparato di Golgi 3) Lisosomi

4) Perossisomi

SISTEMI DI MEMBRANE INTERNE

1) INVOLUCRO NUCLEARE

Il nucleo è rivestito da un involucro nucleare costituito da 2

membrane concentriche separate da uno spazio perinucleare

necessarie per proteggere il patrimonio genetico.

È in contatto con le cisterne del reticolo endoplasmatico rugoso e

come esso presenta spesso ribosomi attivi nella sintesi proteica.

Internamente presenta una rete di filamenti intermedi che

formano la LAMINA NUCLEARE: struttura proteica che riveste

l’interno della membrana conferendo supporto strutturale al nucleo.

Le membrane presentano PORI NUCLEARI che consentono il

passaggio di molecole ma con una rigida selezione. Ogni poro è

costituito da un piccolo canale cilindrico che si estende attraverso

tutte e due le membrane nell’involucro a livello di ogni singolo poro

le due membrane si fondono formando una complessa struttura

proteica detta complesso del poro nucleare, ognuno costituito da 30 diverse proteine chiamate

nucleoporine. Ha un’organizzazione ottagonale delle due subunità poste sia nel lato interno che

esterno e collegate da altre proteine. Alcuni complessi del poro mostrano un granulo centrale

chiamato trasportatore.

2) RETICOLO ENDOPLASMATICO

Rete di elementi tubulari e cisterne ramificate ed interconnesse

-Reticolo Endoplasmatico Liscio: in quanto non presenta ribosomi è la sede di sintesi di Vescicole

di trasporto, lipidi e lipoproteine, membrane. Deposito di calcio nella cellula muscolare.

-Reticolo Endoplasmatico Rugoso: in quanto è ricoperto da ribosomi che sintetizzano proteine.

Coopera per la sintesi e smistamento delle proteine. Una volta sintetizzate esse entrano nelle

membrane del reticolo endoplasmatico rugoso e vengono modificate chimicamente. Escono in

vescicole e si dirigono tutte all’apparto di Golgi dove vengono ulteriormente modificate e escono

ancora in vescicole. Traffico vescicolare. Alcune di queste andranno verso la membrana per

uscire tramite esocitosi o per farne parte, atre andranno ai lisosomi per la demolizione. La

proteina per sapere dove deve dirigersi viene prodotto con una PEPTIDOSEGNALE. Nel citosol

c’è una particella che riconosce il segnale con ricettore sul reticolo endoplasmatico a cui si lega

e trascina la proteina. 38

Nel reticolo avvengono modificazioni come la GLICOSILAZIONE DELLE PROTEINE a livello

dell’ASPARGINA, ovvero l’aggiunta di brevi catene oligosaccaridiche grazie a oligosaccaride-

transferasi sul gruppo amminico dell’aspargina) ma il processo viene generalmente terminato nel

complesso del Golgi. Nel lume avviene anche il ripiegamento delle proteine con la formazione di

ponti disolfuro dove è presente l’enzima proteina disolfuro isomerasi.

3) COMPLESSO DEL GOLGI

Dal reticolo esce una vescicola che si fonde con il complesso del Golgi.

Costituito da3 cisterne: cis, media/mediana, trans nelle quali le proteine vengono rielaborate e

inglobate in vescicole di secrezione. Il complesso è coinvolto nello smistamento delle proteine

le quali uscendo possono andare verso i lisosomi per la degradazione o verso la membrana per

secrezione con esocitosi o per farci parte. Avviene la Glicosilazione di gruppi OH.

ORGANELLI PROVVISTI DI MEMBRANE

1) LISOSOMI

Organelli rivestiti da membrana contengono diversi enzimi detti IDROLASI ACIDE. I lisosomi

demoliscono sostanze, cellule o corpuscoli cellulari che dall’esterno entrano nella cellula per

fagocitosi (il fagosoma entra nella cellula e va nel lisosoma) o macromolecole che vengono

degradate in molecole più piccole che sono riutilizzate, o organelli vecchi. Durante l’Apoptosi la

cellula che muore si suddivide in piccole corpi apoptodici fagocitati da cellule vicine.

Enzimi chiamati Idrolasi perché c’è una Reazione di idrolisi. Detti acidi perché sono enzimi che

hanno il massimo di attività a PH=5 acido. Prendono poi nomi specifici come NUCLEASI

(demoliscono nucleotidi), PROTEASI (demoliscono proteine). Per mantenere il PH acido, la

membrana dei lisosomi contiene una POMPA PROTONICA ATPASICA = una proteina che

demolisce ATP e usa l’energia ricavata per spingere protoni contro gradiente elettrochimico,

nel lisosoma che già conteneva H+. Si trovano in tutte le cellule eucariotiche.

2) PEROSSISOMI: organelli rivestiti da membrana dove avvengono ossidazioni da catalizzate

da ossidasi (enzimi) che formano acqua ossigenata, molecola instabile che tende a dividersi in

due gruppi OH detti RADICALI LIBERI DELL’OSSIGENO. Essi sono pericolosi, possono andare

nel nucleo a strappare elettroni dalla molecola di DNA che viene danneggiata e danneggiando di

conseguenza le proteine. Per evitare ciò i perossisomi contengono anche l’enzima specifico

CATALASI che catalizza la reazione tra acqua ossigenata e un’altra molecola. La molecola cede

elettroni che sono acquistati dall’acqua ossigenata formando due molecole di acqua.

3)MITOCONDRI: organello costituito da due membrane una esterna (lipidi 40/50%) e una

interna (21% lipidi) che presenta creste, introflessione della membrana. All’interno del

mitocondrio c’è una matrice semifluida. All’interno si trovano anche piccole molecole di DNA

(deriva da cellula procariote ancestrale -> teoria endosimbiotica) circolare codificanti per alcuni

RNA e delle proteine necessarie al mitocondrio unitamente ai ribosomi necessari per la loro

sintesi. La membrana esterna assomiglia alla parete dei batteri mentre la membrana interna

assomiglia alla membrana plasmatica dei batteri. Nella membrana esterna ci sono le PORINE

attraverso cui passano diverse sostanze. Per passare nella matrice all’interno della membrana

interna invece intervengono dei trasformatori. Compito: trasformazione dell’energia chimica in

ATP. Avviene: fosforilazione ossidativa che necessita dell’enzima ATP SINTASI. Ci sono circa

da 1.000 a 30.000 mitocondri per cellula. Ciclo vitale e biogenesi: dopo una breve fase di

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accrescimento, i mitocondri si dividono in mitocondri più piccoli, sono eliminati mediante

autofagia: sono inglobati nella membrana del RE e poi degradati nei lisosomi.

4)CLOROPLASTO: sede della fotosintesi delle piante e nelle alghe. Hanno doppia membrana.

RIBOSOMI = Strutture citoplasmatiche non organelli!!

Formati da due sub-unità una maggiore l’altra minore costituite da molecole di RNA ribosomiale

che si associano a un numero di proteine. Ci sono RNA ribosomiali diversi nelle due sub-unità e

quindi un numero di proteine diverse nelle due sub-unità. Il ribosoma è sito della sintesi delle

proteine. Nella subunità più piccola si trova il sito di legame per l’ mRNA, in quella maggiore si

trova il sito di legame per i tRNA.

TRASPORTI ATTRAVERSO LA MEMBRANA PLASMATICA

(prima fai la descrizione della membrana come è composta, fosfolipidi, sfingolipidi; valutazione della sostanza che deve passare)

La membrana plasmatica è una barriera semipermeabile, non

tutti i soluti possono passare. La membrana è costituita da un

doppio strato di fosfolipidi quindi le sostanze che passano

sicuramente da sole sono liposolubili -> diffusione semplice

sono tutte molecole idrofobiche. Molecole polari idrofiliche

possono passare solo se sono molto piccole e prive di carica:

H2O, glicerolo etanolo. Molecole polari idrofiliche più grandi

non possono passare da soli: glucosio, nucleotidi, aminoacidi

hanno certe dimensioni. Anche gli ioni non possono passare,

hanno una carica e sono idrofilici. PRINCIPALI

TIPI DI

TRASPORTI:

-diffusione semplice

–diffusione facilitata (o trasporto passivo)

secondo gradiente elettrochimico

-trasporto attivo (pompe) contro gradiente

elettrochimico. 40

DIFFUSIONE SEMPLICE

• Non è selettiva, non saturabile, porta all’equilibrio e passano tutte le molecole apolari

idrofobiche (acidi grassi, grandi molecole polari come i lipidi), idrofiliche solo piccole e prive di

carica netta (acqua, etanolo), gas (CO2 e O2).

Le molecole/i soluti si muovono per gradiente di concentrazione, passano dall’ambiente più

concentrato a quello meno concentrato fino a raggiungere l’equilibrio. Non necessitano di

trasportatore.

LA DIFFUSIONE SEMPLICE DELL’ACQUA attraverso una membrana è detta osmosi. Ci sono

due tipi di fenomeni: se la membrana è permeabile al soluto ed esso pasa secondo gradiente ho

diffusione, se la membrana è impermeabile al soluto e ho passaggio di acqua in modo da

equilibrare le concentrazioni nei due ambienti allora ho l’OSMOSI. Si definisce Pressione

osmotica la pressione che si deve esercitare per non permettere l’innalzamento di acqua

nell’ambiente più concentrato. Con il termine OSMOLARITA’ si intende la concentrazione di

soluti in una soluzione. La differenza di osmolarità fra interno ed esterno della cellula fa

muovere l’acqua. Normalmente la concentrazione di soluti dentro e furi la cellula è uguale. Se

ho una cellula che contiene una soluzione con concentrazione di soluti molto maggiore allora la

cellula si rigonfia di acqua e rischia di scoppiare. C’è dunque Isosmolarità tra interno e esterno

della cellula.

DIFFUSIONE FACILITATA/TRASPORTO PASSIVO

• Riguarda molecole idrofiliche di certe dimensione (glucosio amminoacidi nucleotidi) senza carica

netta e gli ioni che avendo carica non sono affini allo strato idrofobico della membrana.

Il loro passaggio è reso possibile dalla presenza di proteine di membrana. Avviene per gr