Citologia 1

ATP,

permette all'estremità positiva di polimerizzare e “allungarsi” ed a quella negativa di "accorciarsi". Si ha quindi un

fenomeno di movimento apparente del filamento in avanti, detto “treadmilling”, importante nei processi di movimento

cellulare.

Il actinico è corredato da una serie di che lo regolano e lo organizzano a formare tubuli, reti in 2D o

citoscheletro proteine

gel in 3D. Inoltre, sui filamenti di actina scorrono particolari dette miosine, che si muovono grazie all'energia

proteine,

fornita dall'idrolisi dell'ATP, trasportando vescicole.Degna di particolare attenzione è la miosina VI, presente soprattutto

a livello muscolare: il complesso actina-miosina VI permette infatti la contrazione muscolare.

Le miosine e l'actina partecipano anche al processo di dove concorrono alla formazione della strozzatura

mitosi,

della la citochinesi. Sarà proprio dall'obliterazione di questa strozzatura che si genereranno

membrana plasmaticadurante

dalla cellula madre le due cellule figlie.

Microtubuli:

I microtubuli sono gli elementi MICROFILAMENTO (F-actina) costituito da

citoscheletrici di maggiori dimensioni.

tubulina due catene di sub unità di actina

Sono costituiti da che, come

proteina globulare,

l’actina, è una che globulare avvolte in doppia elica.

tende a polimerizzare in strutture

(protofilamenti).

sovra molecolari

protofilamenti,

I a loro volta, in numero variabile (generalmente tredici), si presentano

come i costituenti della parete di quella struttura cilindrica, cava internamente, detta

appunto microtubulo.

La tubulina è presente in tre famiglie molecolari, strutturalmente diverse, di cui

solamente due, le α- e le β tubuline, presentano entità molecolari rinveniili quali

costituenti della parete micro tubulare. La terza tubulina, detta γ-tubulina, è stata

individuata in tempi relativamente recenti. Essa non entra a far parte della parete

micro tubulare, ma sembrerebbe favorire la formazione dei

microtubuli a livello dei centri di organizzazione microtubulare.

α-tubuline

- Le sono rappresentate da sei isoforme, e una sequenza

primaria di 451 aminoacidi.

β-tubuline

- Le si presentano in dodici isoforme, e una sequenza

primaria di 445 aminoacidi.

Una molecola di tipo α si lega sempre a una molecola di tipo β,

costituendo l’entità base (etero dimero). I microtubuli sono

eteropolimeri a differenza dei microfilamenti che sono omopolimeri.

Siti di interazione:

- Le α-tubuline legano una molecola di

guanosintrifosfato (GTP) a livello di un sito ad altissima affinità, detto

sito N. Il GTP legato all’α-tubulina si conserva durante tutto il processo di

polimerizzazione; esso non viene mai idrolizzato né scambiato.

Le β-tubuline, al contrario, intrappolano una molecola di GTP a livello di un sito a bassa

E.

affinità, detto sito Questa molecola di nucleotide è la sola a venire idrolizzata

durante la formazione del polimero e, inoltre, è l’unica a poter essere scambiata con

nucleotidi equivalenti.

Assemblaggio del microtubulo:

Fasi dell’assemblaggio: La formazione dei microtubuli è, un fenomeno bifasico, in cui

nucleazione

sono presenti una e una fase di allungamento.

- Allungamento: L’allungamento del polimero avviene, con andamento differente

ai due terminali di crescita che vengono indicati con i segni “+” e “-“.

- Nucleazione: Il precursore del microtubulo è inizialmente rappresentato da una

struttura bidimensionale, una piccola lamina di corti protofilamenti, disposti

parallelamente e leggermente sfasati, che, susseguentemente, si ripiega chiudendosi

in un corto cilindrico cavo, che continua ad accrescersi alle due estremità.

Instabilità dinamica : steady-state

Un sistema di microtubuli, giunto al proprio mostra un fenomeno

treadmilling

particolare alquanto diverso dal caratteristico dei filamenti di actina.

Improvvisamente, alcuni microtubuli cominciano ad accorciarsi (fino a sparire), mentre

altri si allungano per valori pari a quelli del polimero perso. A questo fenomeno è stato

instabilità

dato il nome di

dinamica.

Nell’ambito di un dimero di

tubulina, ambedue le isoforme

(α- e β- tubuline) portano a una molecola di guanosin-trifosfato (GTP). Solo il GTP

legato alla β-tubulina è, però, idrolizzabile e scambiabile con il nucleotide presente nel

mezzo. Ciascun proto filamento (una catena lineare di dimeri) che andrà a formare la

parete del futuro microtubulo inizierà con una β-tubulina e terminerà con un’α-

plus end)

tubulina. Il microtubulo maturo mostrerà, quindi, un terminale ( caratterizzato

β-tubuline (minus end)

dall’esposizione di sole e il terminale opposto dove le tubuline

esposte saranno solamente α.

Va sottolineato come l’idrolisi del GTP (in seno

alla β-tubulina) comporti un cambiamento nella

geometria del dimero.

Improvvisamente, quando le forze dissociative

prendono il sopravvento, il microtubulo esplode

a uno dei suoi terminali, accorciandosi

repentinamente e rilasciando nel mezzo non

singoli dimeri, bensì frammenti più o meno

lunghi di protofilamenti. Questo evento, definito

catastrofe,

in gergo tecnico, avviene

plus end,

prevalentemente nella dove le tubuline

terminali (β-tubuline) idrolizzano il GTP.

Movimento cigliare e flagellare:

La motilità microtubulare mediata raggiunge il

massimo livello di resa nell’ambiente della

assonema,

macchina microtubulare, detta

generatrice delle forze motrici che sono alla base del movimento cigliare e flagellare.

Struttura delle ciglia vibratili:

Le ciglia sono strutture allineate in modo regolare e

porzione

parallele fra loro. Esse presentano una

libera, porzione infissa

in grado di muoversi, e una

nella cellula.

Porzione libera:

- Nelle sezioni trasversali si

osserva che nella matrice sono immerse nove coppie

periferiche di microtubuli che circondano due

microtubuli disposti al centro del ciglio. Questa

assonema.

struttura, detta 9+2, prende il nome di

Flagelli:

I Flagelli sono simili alle ciglia, dalle quali tuttavia si

distinguono per il fatto che sono

generalmente unici e sempre notevolmente

più lunghi. A differenza del ciglio, che vibra

su un solo piano, il flagello è capace di

movimenti ondulatori, oscillatori o elicoidali.

Se le coppie di microtubuli periferici fossero prive del

vincolo rappresentato dalla piastra basale, il loro

movimento risulterebbe in uno slittamento reciproco con

moto rettilineo e planare. Ma la presenza della piastra

basale (b) impedendo lo scivolamento, determina

l’inclinazione dei microtubuli, che si trasforma nel

ripiegamento delle ciglia.

Filamenti intermedi:

La caratteristica principale dei filamenti intermedi risiede nella loro stabilità chimica;

questo fatto distingue i filamenti intermedi stessi dalle altre componenti

citoscheletriche (microfilamenti e microtubuli). Meccanismo di

assemblaggio di un

filamento intermedio

(cheratina). Le singole

molecole proteiche si associano

coiled-coil

in dimeri a struttura

(elica intrecciata). I dimeri, a

loro volta, si associano con

andamento antiparallelo, a

formare unità tetrameri che.

Queste ultime, associandosi

testa/coda, formerebbero i

proto filamenti. Più proto

filamenti costituirebbero una

ADESIONE E COMUNICAZIONE CELLULARE:

Segnali a lungo e breve raggio:

Se le due cellule coinvolte nella comunicazione sono

endocrina

lontane l’una dall’altra, la segnalazione si dice e

il segnale viaggia veicolato dal sangue nel sistema

circolatorio; se le cellule sono vicine, la segnalazione si

paracrina;

dice accade che la stessa cellula che emette il

segnale sia anche la destinataria del segnale: in questo

autocrino.

caso la segnalazione è di tipo

amminoacido un suo derivato,

Un segnale può essere un o

peptide, derivato lipidico.

un o un

Adesione cellula-cellula e cellula-matrice:

Le cellule comunicano fra loro anche per contatto diretto;

non solo, esse possono comunicare con la matrice

extracellulare.

Molecole di adesione cellula-cellula:

- L’adesione

cellula-cellula è un processo altamente selettivo. Quando

formano un tessuto, le cellule aderiscono solo alle altre

cellule appartenenti alla stessa tipologia.

molecole di

L’adesione cellula-cellula è mediata da

adesione selectine, proteine

(CAM) di quattro tipologie:

della superfamiglia delle immunoglobine integrine

(Ig), e

caderine. Le caderine e le proteine della superfamiglia

delle Ig (immunoglobuiline) danno luogo a

omofilico

un’adesione cellula-cellula di tipo (la

molecola di adesione sulla superficie di una

cellula interagisce con la stessa molecola

presente sulla superficie dell’altra cellula),

mentre le selectine e le integrine mediano

eterofilica

un’interazione (la molecola di adesione

sulla superficie di una cellula interagisce con una

diversa molecola sulla superficie dell’altra cellula).

Molecole di adesione cellula-matrice:

- Le molecole

chiave dell’interazione fra cellule e la matrice

integrine.

extracellulare sono le

Giunzioni:

Le interazioni si stabiliscono a livello di piccole aree

specializzate della membrana plasmatica definite in

giunzioni:

seguito se l’interazione avviene tra cellule o fra queste e la matrice

giunzioni cellula-cellula giunzioni

extracellulare si parla, rispettivamente, di o di

cellula-matrice.

Giunzioni TIGHT:

- tight

Le giunzioni regolano il passaggio di soluti attraverso lo spazio extracellulare.

componenti proteiche: L’occludina claudina

- e la sono le due più note proteine

tight

trans membrana coinvolte nell’architettura delle giunzioni

Giunzioni ANCORANTI A FASCIA:

-

Le giunzioni ancoranti a fascia sono

responsabili sia dell’adesione cellula-

cellula sia del mantenimento della polarità

cellulare.

DESMOSOMI:

-

Con termine desmosoma s’intendono

giunzioni ancoranti altamente

specializzate la cui struttura non è

disposta a fascia attorno alla cellula, ma

localizzata a macchia di leopardo sulla

membrana cellulare.

ENDESMOSOMI:

-

Sono giunzioni che s’instaurano tra la

membrana basale di una cellula e la

matrice extracellulare. Come le giunzioni

ancoranti a fascia e i desmosomi, sono

costituiti da una placca proteica

intracellulare che fa