biologia animale

I RECETTORI

I recettori sono proteine in grado di riconoscere ed interagire col messaggero tramite legami noncovalenti ed anch'essi sono soggetti a una cinetica di saturazione. Possono essere sovrastimolati grazie alle molecole agoniste, o inibiti grazie alle molecole antagoniste. Possono trovarsi o sulla membrana plasmatica o intracellulari. Possono essere divisi in 3 gruppi:

1. Recettori collegati ad enzimi o dotati di attività enzimatica: come le chinasi.
2. Recettori associati a proteine G: coinvolgono:
   • Il recettore per la proteina G (GPCR), una proteina transmembrana multipasso a 7 porzioni α-elica
   • Che presenta 2 domini: un sito di legame nell'ambiente extracellulare che interagisce col ligando ed uno che interagisce con la proteina G e l'estremità C-terminale che interagisce con le proteine del citoscheletro. Perciò ha una duplice funzione: riconoscere e legare il ligando ed interagire con la proteina G, attivandola.

La proteina G,

una proteina citosolica trimerica ancorata alla membrana tramite legami coi lipidi in grado di reagire con i nucleotidi a base di guanina. La sua subunità α è in grado di attivare la proteina effettore adenilato-ciclasi e produrre GTP.

La proteina effettore adenilato-ciclasi, una proteina transmembrana che viene attivata perché è in grado di interagire con la proteina G attiva e innesca o attività enzimatica o canali ionici e la conversione di un GTP in GDP.

Quando il ligando si attacca al recettore questo cambia conformazione e diventa affine per la subunità α della proteina G, attivandola e trasformando una GDP in GTP. A questo punto il recettore si stacca e con lui anche le subunità γ e β (attivano un'altra proteina), mentre la subunità α interagisce con la proteina effettore adenilato-ciclasi, attivandola: essa converte l'ATP in cAMP, per questa ragione questo processo è anche detto

via dell'AMP ciclico. Da qui si innescano poi una serie di modificazioni su altre proteine che porterà alla risposta finale. Per disattivare questo processo si può tornare indietro rimuovendo il GTP alla subunità α, da cui deriva la sua capacità GTP-asica. Un ligando può essere ad esempio il glucagone, che innesca tutto il processo che porta alla formazione di cAMP, che attiva l'enzima protein-chinasi che inibisce la glicogenosintesi e stimola la glicogenolisi, tramite l'attivazione di GLUT2.

Recettori che attivano canali ionici. - Alessia Piffer29 fi fi fi

I SECONDI MESSAGGERI

Sono molecole intracellulari mobili che fanno da intermediario, e sono prodotte in seguito al primo messaggero. Sono cellula-specifici e modulano l'attività di proteine bersaglio amplificando il segnale iniziale, possono essere cAMP, cGMP, Ca2+, NO e fosfatidil-inositolo.

LA TRASDUZIONE

Quando il recettore e il messaggero entrano in contatto si dà inizio a

Un meccanismo di trasduzione, ovvero la conversione di un segnale extracellulare in un segnale intracellulare. Il meccanismo di trasduzione è dunque composto da 3 tappe:

1. La ricezione: in cui il messaggero viene ricevuto e legato, causando un cambiamento di conformazione del recettore.
2. La trasduzione: un meccanismo a cascata di proteine che cambiano di forme innescato dal cambiamento conformazionale del recettore (via di trasduzione del segnale).
3. La risposta: dovuta al cambiamento conformazionale dell'ultima proteina della catena, detta proteina effettore. Questa può essere un enzima metabolico, una proteina che regola i geni o una proteina del citoscheletro. Lo stesso recettore e lo stesso ligando in cellule diverse possono determinare diverse conseguenze.

MECCANISMI DI ADESIONE TRA LE CELLULE

Una giunzione cellulare è ciò che forma punti di contatto tra le cellule tramite modificazioni (proteine transmembrana) specializzate della membrana plasmatica.

ADESIONI

CELLULA-CELLULA

L'adesione è mediata da proteine transmembrana e può essere:

• Omo lica: le cellule utilizzano proteine uguali per legarsi.
• Etero lica: le cellule utilizzano proteine diverse e complementari per legarsi.

Esistono 4 tipi di giunzioni cellula-cellula, ognuna formata da speci che proteine e dedita a una funzione speci ca e per questa ragione sono collocate in porzioni diverse della membrana plasmatica:

Giunzioni occludenti o strette: servono a saldare tra loro due cellule, infatti le membrane plasmatiche sono strettamente vicine (1,5nm). Questo tipo di giunzione percorre l'intero perimetro di cellule adiacenti, in modo da impedire il passaggio di molecole nello spazio intermembrana, nel quale restano intrappolate.

Le proteine coinvolte sono occludine e claudine, proteine transmembrana multipasso con 4 regioni α-elica che presentano sia un dominio citosolico legato al citoscheletro che un dominio extracellulare che occupa il piccolissimo

spazio tra le cellule. Sono abbondanti nelle cellule epiteliali, ad esempio nell'intestino. Qui le giunzioni strette limitano il movimento di lipidi e proteine e costringono ioni e glucosio ad essere assorbiti dalle cellule, delimitando le regioni funzionali della membrana. Allo stesso tempo polarizzano la cellula.

Giunzioni comunicanti: servono a saldare strettamente le membrane (2-3nm) permettendo loro di comunicare. Ciò è possibile grazie alla struttura del connessone, una struttura a cilindro cavo formata da 6 proteine chiamate connessine e che rendono il canale interno idrofilo. Due connessoni di due diverse cellule si legano tra loro per creare questo tipo di giunzione. Queste strutture si aprono in seguito a una diminuzione di pH o un aumento di ioni Ca²⁺.

Sono molto abbondanti nelle cellule di tessuti eccitabili, come cellule muscolari o nervose.

Giunzioni aderenti o di ancoraggio: lasciano un certo spazio tra le membrane

Il collagene è una proteina che riempie la matrice dandole sostegno. L'elastina è una proteina che rende elastici i tessuti perché è "arrotolata" e può "srotolarsi" senza rompersi. Esistono 2 tipi di queste giunzioni:

• Emidesmosomi: metà desmosoma che collega la cellula con la matrice, grazie a proteine dette integrine, eterodimeri transmembrana. Queste sono giunzioni statiche.
• Punti focali: sono zone di ancoraggio di tipo dinamico che permettono lo spostamento della cellula.

Il CITOSCHELETRO è un intreccio di lamenti proteici distribuiti all'interno della cellula nell'intero citosol, conferendole numerose proprietà. Non è un organulo perché non è ricoperto da membrana plasmatica ed è formato solo da proteine.

FUNZIONI:

• Conferire forma e resistenza meccanica della cellula,

costituendo un'impalcatura dinamica.

• Conferire resistenza meccanica anche dei tessuti grazie all'interazione tra cellule.
• Organizzare la disposizione ordinata degli organuli.
• Determinare il movimento degli organuli e delle molecole.
• Guidare lo spostamento dei cromosomi in mitosi e meiosi ed attuare la citodieresi durante la divisione cellulare.
• Trasmettere i segnali extracellulari alle proteine effettrici interne.
• Guidare la formazione di assoni e dendriti.
• Consentire il movimento di determinate cellule specializzate.
• Determinare la contrazione muscolare.

Esistono 3 diverse strutture che differiscono per dimensioni, tipo di proteina, funzione, localizzazione edinamicità.

MICROTUBULI

Sono rigide strutture a cilindro cavo in cui il diametro interno è di circa 25nm, la parete del cilindro è di circa 4nm e la cui lunghezza oscilla tra 20-25nm.

Originano o strutture temporanee in funzione

della tubulina formano un dimer, che a sua volta si associa ad altri dimer per formare un microtubulo. I microtubuli sono strutture cilindriche cavi, composte da una doppia fila di subunità di tubulina. Queste strutture sono fondamentali per molte funzioni cellulari, come il mantenimento della forma cellulare, il movimento delle cellule e il trasporto intracellulare di organuli e molecole. I microtubuli sono anche coinvolti nella divisione cellulare, guidando lo spostamento dei cromosomi durante la mitosi e la meiosi. Inoltre, sono responsabili della formazione di assoni e dendriti nelle cellule nervose, consentendo la comunicazione tra le cellule. La tubulina è una proteina composta da due subunità, α e β, che sono legate da legami non covalenti. Entrambe le subunità sono in grado di legare i nucleotidi guaninici, in particolare il GTP. Quando la subunità α si lega al GTP, diventa instabile, mentre la subunità β può esistere in due conformazioni, legata al GTP o al GDP, che determinano la sua attività GTP-asica. In sintesi, i microtubuli sono strutture fondamentali per l'organizzazione e il movimento delle cellule, e la tubulina è la proteina che li compone, formando un dimer di subunità α e β.si legano tra loro secondo un orientamento α-β formando delle strutture lamentose chiamate proto lamenti, ognuno avente un'estremità β-⊕ ed una α-⊝. 13 proto lamenti ugualmente orientati si uniscono a formare la struttura cilindrica del microtubulo. Alessia Piffer32 fi fi fi fi fi fl CENTROSOMA Strutture specializzate chiamate centri di organizzazione dei microtubuli (MTOC) si occupano di recuperare dal citosol la tubulina-GTP, di assemblare le subunità e di stabilire la quantità di microtubuli da formare, la loro posizione, disposizione e polarità. Il MTOC più importante è il centrosoma, di struttura sferica, situato in prossimità del nucleo e formato da: - Coppia di centrioli: microtubuli due cilindri cavi la cui parete è delimitata da 9 triplette di tubulina e disposti a forma di cilindro. - Matrice pericentriolare: una rete di proteine che circonda i centrioli e funge da punto di ancoraggio per i microtubuli. - Corona radiata: una corona di microtubuli che si estende dalla matrice pericentriolare e si dirige verso la periferia della cellula. Il centrosoma svolge un ruolo fondamentale nella divisione cellulare, fornendo i punti di ancoraggio per i microtubuli del fuso mitotico e contribuendo alla corretta segregazione dei cromosomi durante la divisione. Inoltre, è coinvolto nel movimento cellulare e nel trasporto intracellulare dei vesicoli e delle proteine.