biologia cellulare

Diego.cartella @med.unipg.it

Cellula - entità strutturale e funzionale

• postulati
• tutti gli esseri viventi composti da 1 o +
• si occupa delle reaz. chimiche organismo (^{Δ decrementoΔ di energia})
• si originano da altre cellule
• contengono info ereditaria

Virus no-nucleo

Procariote = no-nucleo

• membrana plasmatica
• parete
• metabolismo

Organismo vivente = ambiente interno costante e reagisce con l'esterno

Forme di vita = forme complesse e organizzate

• presenza di materiale genetico
• capacità di riprodursi
• metabolismo proprio
• interagire con esterno e autoregolarsi --- adattamento

Cellule staminali — il nostro organismo le usa per sostituire quelleche muoiono, indifferenziate

Emopoietiche — *midollo* ; i malati di leocemia = tumore sangue

• Il trapianto può essere curativo
• perché esso è in grado di produrrecellule del sangue

*casa* Cercare malattie cellule staminali × la cura di malattieneurodegenerative

UNITÀ DI MISURA

• milli 10^-3 mm
• micro 10^-6 mm
• nano 10^-9 mm
• angstrom 10^-10 Å
• pico 10^-12 μm

1 nm = 10 Å

DIMENSIONI CELLULE (10/100 μm)

• globulo rosso = 10 μm
• batterio = 1/10 μm
• virus = 50/100 nm

Microscopio ottico - potere risolutivo nano (0,2 mm x 1000)

Elettronico - usa elettroni come "sorgente luminosa" e non luce e frequenza d'onda minori

PERCHÉ LE CELLULE SONO COSÌ PICCOLE?

Cellula + grande = - relazione Sup/Vol = + difficile scambiare materiali con l'esterno

• Al microscopio vedo forma e nucleo con microscopio a fluorescenza vedo strutture particolari della cellula, con elettronico a trasmissione vedo ulteriori strutture come le vescicole, in modo tridimensionale con quello a scansione
• Doppio strato fosfolipidico - la membrana plasmatica regola ciò che entra e ciò che esce, e mantiene cost. la stabilità chimica/fisica (omeostasi)

CHIMICA DELLE MACROMOLECOLE

La cellula avrà il contenuto 4/5 = acqua 1/5 = inorganica a seconda della funzione → 20% = organico (proteine, lipidi, carboidrati e acidi nucleici)

Acqua polare H—O—H dipolo (parziale δ⁻ e parziale δ⁺)

Leg H (debole, 0,27 nm) 1 nm = 10 Å tr. covalente → 0,1 nm e molto flessibile

liquida a T ambiente e T di ebollizione diversa rispetto a molecole di pol. semplice(ex metano -162°C)

MACROMOLECOLE

+10000

polimerizzazione micromolecolare

PROTEINE, CARBOIDRATI, LIPIDI, ACIDI NUCLEICI20 ami | monomeri| monomeri con pol. covalenti Rim idre ionica

• alcolica CH₃ OH
• chetone CO
• aldeide CHO
• carbossilica COOH
• amminica NH₂
• fosfato PO₄
• solfidrile SH

Reaz princ → CONDENSAZIONE (+ idrolisi)- aggiunto H₂O

CARBOIDRATI

C_nH₂nO_n

energia = superne e trasporto scheletro (in acidi nucleici)

- monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi (3-20), polisaccaridi (100/1000)

- il più piccolo = GLICERALDEIDE c. primitiv (aldeide) _H ^{C — H} _CHO ^{famiglia aldosi}

MOVIMENTO — cellule R e di topo — fondo = eterocariote

PROTEINE = polietilenglicole

congelante come reagente x fondere (no vitale), sta in vitro x alcune ore finché non è ora di dividerci (~24h), de proteine di cellula topo colorano anche parte F (di fondo)

— STRUTTURA A MOSAICO FLUIDO

le molecole si muovono velocemente (lipidi = 20/100 micromenti al'ora) (flip flop lento)

lipidi e proteine = distribuiti asimmetricamente

carboidrati = in sup. esterna

DINAMICITÁ = si formano, fondono, rompono

x la professione = riempire liposomi di — farmaco — mat. genica

modificare liposomi — tessuto specifico (attacc. anticorp. o recettore)

P.S.

REGOLE DI CHARGAFF

1. La composizione chimica di basi varia da specie a specie, ma molecole di = specie e tessuti = hanno la = composizione
2. Composizione DNA non si modifica con età, dieta, variazioni
3. A = T e G = C come %
4. Glik (interpretazione Watson, recupero immagini, Franklin e analisi)
5. DNA = 2 eliche avvolte tra di loro su asse
6. Eliche = antiparallele e complementari (5'—3' una e 3'—5' l'altra)
7. A = T — C ≡ G — legami

≠ RNA = zucchero = ribosio — Basi = legami H naturalmente tra

— uracile al posto di timina le complementari = si formano

— molecole a singolo filamento struttura 2^a = elica

ALLA FINE, i telomeri tendono a perdere una parte di DNA ogni volta (il vero inizio non può essere sintetizzato) e alla fine lo piccolo porzione a singolo filamento

• I telomeri (sequenza TTAGGG) sono molto spesso ripetute e ogni volta una cellula ne perde una
• FUNZIONI TELOMERI mantengono fine cromosomi grazie all'enzima

TELONERASI (una parte polimerasi e una parte RNA a filamento che ha funzione di templato)

• la telomerasi associa RNA con una parte del DNA con un componente esteso = templato = estende telomero di 3 nucleotidi ripete x migliaia di volte

La cellula può replicarsi solo in n° limitato di volte SENESCENZA! (le tumorali replicano indefinitivamente)

• donatori cucinini potenziale
• proliferativo più basso

Lunghezza telomeri è coordinata con la vita dell'organismo

• tartarughe galapagos ~200 anni 125 divisioni/cellula
• topo 2 anni 30 divisioni/cellula

Cellule con p.t. proliferativo sangue fegato pile

Cellule con basso p.t. neuroni muscoli

Cornice di lettura = il codice letto sequenzialmente

Open Reading Frame

Archebatteri e mitocondri → eccezione

X altre cellule → associazione tra codone e aminoacido

Tab → vedi associaz. cod. → a.a.

Se errore → inserzione/delezione di basi → spostamento di un'intera cornice aperta di lettura → prot. completamente ≠

tRNA → transfer = da seq. nucleotidica a seq. aminoacidica

• Struttura corta ( ~80 nucleotidi) che forma 4 reg di doppia elica. All'estremità porta anticodone (seq complementare ad 1 codone). All’altra (3’), aminoacido che viene trasferito di un aminoacil-trna. Sintetasi su tRNA.
• Medizione da parte dei ribosomi (2 subunità 40S+)

• Componenti → prot sintetizzate nel citoplasma
• RNA dentro il nucleo

Struttura ribosomi

• A= amminoacidi → si attacca il t-RNA
• P= peptidici → catena amminoac.
• E= exit → uscita RNM

Aggiunta seq di 1 amn. x volta

Nel ribosoma ho t-RNA con l'amn. (la seq). Arriva il nuovo trna con un nuovo amminoacido. Si stacca il 1° tRNA e la catena P attaccata al...

1. Ho subunità piccola 40S → con attaccato un tRNA con metionina
2. Riconosco un t-RNA pronto e il ribosoma si lega col 5’ dell’m-RNA
3. Il ribosoma scorre mRNA fino ad AUG. Poi viene reclutato la subunità lunga → elongation
4. Un nuovo aminoacil-tRNA arriva e si attacca in pos P mentre un peptidiltrasferasi porta il vecchio tRNA in P in E.