Citologia - Appunti

Camilla Cilluffo

LE MACROMOLECOLE: lunghi polimeri costituiti da monomeri che si legano per mezzo di una

reazione di condensazione /disidratazione

E vengono scissi grazie alla reazione di idrolisi

PROTEINE nel citoplasma, nel flagello (la cellula si può muovere), nella membrana

• citoplasmatica (trasporto di sostanze), parete cellulare

POLISACCARIDI nel citoplasma (sotto forma dei 'cosi detti' granuli di riserva di energia e

• carbonio),

ACIDI NUCLEICI all'interno del nucleo es. DNA o RNA (libero nel citoplasma o componente

• dei ribosomi)

LIPIDI (non possono essere considerati veri e proprie macromolecole perché I MONOMERI

• non presentano legami covalenti) nel citoplasma, nella membrana citoplasmatica (con i

fosfolipidi)

RUOLO DEI POLIMERI

-INFORMAZIONALI: (proteine e acidi nucleici) hanno un'informazione depositata che verrà

• utilizzata nel momento opportuno Eteropolimeri con ordine non

-DEPOSITO: (polisaccaridi) es glicogeno Omopolimeri

• casuale

-STRUTTURALE (polisaccaridi) es. cellulos

•

CARBOIDRATI

MONOSACCARIDI (Glucosio, fruttosio, galattosio, ribosio, gliceraldeide)

• DISACCARIDI (lattosio =galattosio+ glucosio)

• OLIGOSACCARIDI (3 a 20 residui di zuccheri)

• POLISACCARIDI più di 20 residui di zucchero

•

FUNZIONI:

Fonte principale di energia per le cellule

• Riserva di energia

• Scheletri carboniosi per essere organizzati in nuove molecole

• Materiali strutturali per il sostegno e il rivestimento delle cellule

•

|Gli zuccheri si classificano in base agli atomi di carbonio e in base al gruppo carbonilico|

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

I MONOSACCARIDI: costituiti da singole unità di polidrossialdeidi o polidrossiacetoni

- Si dividono in CHETOSI O ALDOSI

- E in base al numero di atomi di carbonio

- I gruppi ossidrilici in un monosaccaride possono essere sostituiti da altri gruppi

(GLICOSAMINOGLICANI: nella matrice extracellulare)

DISACCARIDI: formato da due molecole di monosaccaridi, uniti mediante reazione di

monosaccaridi (o disidratazione)

Il legame covalente che si forma è glicosidico

MALTOSIO= GLUCOSIO+GLUCOSIOàMALTASI

SACCAROSIO= GLUCOSIO+FRUTTOSIOàSACCARASI

LATTOSIO= GLUCOSIO+GALATTOSIOàLATTASI

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

OLIGOSACCARIDI: formati da 3 a 20 unità monosaccaridiche legate in maniera covalente tramite

dei legami glicosidici.

POLISACCARIDI: formate da minimo centinaia di unità monosaccaridiche, unite da legami

glicosidici, a formare lunghe catene lineari o ramificate.

- Sono i glucidi più presenti in natura

- Si possono classificare in base alle funzioni:

Di deposito o di riserva: amido e glicogenoàper idrolisi si ottengono

• molecole di glucosio sfruttate dagli organismi quando servono.

Strutturali o di sostegno: materiale utilizzato per la sintesi di strutture atte

• alla protezione delle cellule o dell’intero organismo (cellulosa, chitina)

- Si possono classificare in base a come sono costituiti le unità monosaccaridiche:

Omopolisaccaridici: unità monosaccaridiche identiche (glicoceno, amido,

• cellulosa)

Eteropolisaccaridici: unità monosaccaridiche diverse tra loro (GAG, tra i quali

• l’acido ialuronico, eparina, condroitinsolfati)

GLICOGENO: subunità di alpha-glucosio, unite da legami alpha-1,4 glicosidici

Alternati ad alpha -1,6

AMIDO:

- le cellule vegetali lo accumulano sotto forma di granuli

all’interno dei cloroplasti

- Miscela tra due polimeri: amilosio e amilopectina

- Amilosio: polisaccaride unione di centinaia di molecole

alpha-1, D-glucosio tramite legami alpha-1,4 glicosidici

- Amilopectina: polisaccaride con 1000 unità glucosiliche

alpha-1,6 —>più pieghettata

CELLULOSA:

- Nella parete cellulare delle cellule eucariote

- Legami beta-1,4 glicosidici

- L’uomo e la maggior parte degli animali non possiedono gli

enzimi necessari all’idrol e non possono quindi utilizzarla

come alimento

- Le catene sono disposte parallelamente le une alle altre e si

legano fra loro per mezzo di legami ad idrogeno, formando

fibrille, catene molto lunghe, difficili da dissolvere àmolto

resistente

PROTEINE

Le PROTEINE sono formate da 20 amminoacidi

Amminoacidi: sono composti organici costituiti da un gruppo amminico (-NH ) e un gruppo carbossilico (-

2

COOH)

Catena R: catena laterale specifica, può avere una diversa polarità

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

- 10 neutri

- 3 basici (gr. Basico)

- 2 acidi (gr. Acido)

Funzioni con elevata specificità dipendenti dalla forma e le proprietà chimiche dei gruppi esposti in

superficie

a. Attività enzimatica trasforma dei substrati in prodotto, catalizzatori delle reazioni chimiche

−−>

b. Attività di difesa ---> proteggono dalle malattie; es anticorpi (fondamentalmente sono proteine)

difesa specifica che il nostro organismo mette in atto durante un invasione.

c. Attività di deposito--> possono essere riserve di amminoacidi

i. CASEINA (nel latte) utilizzata dai neonati

ii. OVALBUMINA (nell' albume dell'uovo) utilizzate dall'embrione nell'uovo

d. Attività di trasporto--> si legano a delle macromolecole o prodotti di scarto per farle passare dentro

e fuori dalla membrana plasmatica (emoglobina, trasportatori di membrana)

e. Attività ormonale (ormone: regola le attività vitali)

i. INSULINA: regola la quantità di glucosio nel sangue /(glucagone)

f. Attività recettoriale--> consentono alla cellula di rispondere agli stimoli (si trovano nella m.plasm)

g. Attività contrattile--> consentono il movimento

i. Nel FLAGELLO

ii. ACTINA e MIOSINA

h. Attività di regolazione: controllo coordinamento funzioni cellulari (CHINASI)

i. Attività strutturale--> Forniscono supporto meccanico

i. CHERATINA (capelli, funghi)

ii. COLLAGENE e ELASTINA (nei tessuti animali)

Nelle proteine si possono individuare successivi livelli di organizzazione denominati: struttura

primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.

STRUTTURA PRIMARIA

- È la specifica sequenza amminoacidica di quella proteina, dipende dall’informazione del

gene corrispondente

- Un cambiamento della struttura primaria può far variare l sua conformazione e, quindi, la

sua funzione. Es. Anemia falciforme= mutamento puntiforme della catena β

STRUTTURA SECONDARIA

a. α-elica: lo scheletro del polipeptide è avvolto a spirale con andamento destrorso

intorno ad un asse centrale, da cui sporgono i gruppi R dei singoli amminoacidi.

Si instaurano legami intramolecolari (ad idrogeno) tra l’idrogeno legato all’azoto

del gruppo amminico e l’ossigeno del gruppo carbossilico.

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

Questa disposizione si può formare solo se le catene R non sono voluminose —>

per l’ingombro sterico

b. β- foglietto: due o più regioni della catena polipeptidica sono tra loro parallele,

stabilizzate da legami H tra i gruppi N-H e i gruppi C=O dei legami peptidici delle

regioni peptidiche adiacenti.

Si forma una configurazione pieghettata.

STRUTTURA TERZIARIA

- Descrive la conformazione dell’intera proteina

- E’ la forma che risulta dalle interazioni tra le catene laterali degli amminoacidi che

costituiscono una proteina

- produce la conformazione nativa: condizione più stabile per quella sequenza di

amminoacidi

- Una proteina se sottoposta a calore può essere denaturata, cioè può perdere la sua

configurazione 3D

- Se rimuovo l’ urea ho la possibilità di ristabilire la sua forma 3D

- La struttura terziaria è stabilizzata da 4 tipi di interazioni:

Interazioni idrofobe o idrofile. La componente idrofoba si dispone in

• modo da essere più lontano possibile dall’acqua, mentre la

componente idrofila si dispongono all’esterno a contatto con l’acqua.

-

Legami ionici (ponti salini). Si instaurano tra -NH e -COO

• 2

Legami ad idrogeno. Derivano dall’ attrazione dei gruppi R

• Ponti disolfuro. Si formano tra gruppi -SH di due residui di cisteina.

• Dopo una reazione di ossidazione si perdono gli idrogeni e si forma un

legame covalente S-S

- In base alla conformazione nativa si dividono in :

Proteine globulari: forma compatta, poiché catene polipeptidiche sono

• raggomitolate (ENZIMI, ORMONI, MIOGLOBINA)

Proteine fibrose: forma molto allungata, hanno estese strutture secondarie e

• ordinate strutture terziarie (COLLAGENE, ACTINA, CHERATINA)

STRUTTURA QUATERNARIA

- non è sempre presente

- Associazione di più subunità polipeptidiche

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

LIPIDI

-I lipidi sono costituiti prevalentemente da atomi di carbonio ed idrogeno uniti covalentemente

-Comportamento idrofobo

-Generalmente apolari, un’eccezione: fosfolipidi con testa polare

-Funzioni:

TRIGLICERIDI: Oli e grassi: sono riserve di energia

• Fosfolipidi: funzione strutturale, formano le membrane cellulari

• Carotenoide e clorofille catturano energia luminosa

• Steroidi e acidi grassi svolgono ruoli di regolazione (ormoni e vitamine liposolubili [A,D,E,K]

• Grasso corporeo degli animali come isolante termico

• Oli e cere funzioni idrorepellente e impediscono la disidratazione

•

Trigliceridi: Olio: Liquido a temperatura ambiente (olio di semi, di oliva ecc)

Ø Grasso: solido a temperatura ambiente (burro)

Ø

Triesteri di acidi grassi e glicerolo, 3 ACIDI GRASSI + 1 GLICEROLO in un legame esterico

GLICEROLO: alcol con 3 atomi di carbonio a cui a ciascuno si

legano un gruppo ossidrilico.

ACIDO GRASSO: Costituito da una lunga catena idrocarburica

apolare e da un gruppo carbossilico polare: molecole

anfipatiche

SATURI: se presentano unicamente legami singoli

à se presentano legami doppi (Cis o trans)

àINSATURI:

: 2 ACIDI GRASSI, 1 GRUPPO FOSFATO, GLICEROLO

Fosfolipidi

un acido grasso viene sostituito da un gruppo fosfato

LIPIDI DERIVATI

Ottenuti dall’ idrolisi dei lipidi semplici e composti

Colesterolo: precursore di tutti stereoidei come gli ormoni sessuali, fa parte della membrana

plasmatica, precursore anche degli acidi biliari. E’ una molecola anfipatica

Steroidi: classe di lipidi con 4 anelli aromatici (testosterone, estrogeno)

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

ACIDI NUCLEICI

- Così chiamati perché particolarmente abbondanti nel nucleo delle cellule

eucariotiche

- Contengono l’informazione genetica, quindi le istruzioni per la sintesi delle proteine

- Dna: detentore informazione genetica

- Rna: provvede a tradurre l’informazione genetica, contenuta nel Dna, nella

struttura delle proteine.

- Si possono distinguere diversi livelli di organizzazione:

STRUTTURA PRIMARIA: sequenza

• STRUTTURA SECONDARIA: vari tipi di eliche e altri motivi strutturali

• STRUTTURA TERZIARIA e STRUTTURA QUATERNARIA: organizzazione delle

• catene in complessi macromolecolari, eventualmente anche in associazioni

con proteine.

- Sono polimeri di monomeri più semplici: nucleotidi (1 zucchero+ base azotata+gr.

Fosfato)

Zucchero: ribosio (RNA) desossiribosio (DNA)

• Base azotata:

• Purine: adenina, guanina

• Pirimidine: citosina, timina (uracile)

•

- L’appaiamento delle basi è favorito:

Ingombro sterico costante

• Formazione di un maggiore numero di legami ad idrogeno tra le basi

•

DNA

- Responsabile della trasmissione e manifestazione dei caratteri ereditari.

- È presente in tutte le cellule tranne nei globuli rossi dei mammiferi

- È costituito da due filamenti che formano una struttura a doppia elica con andamento destrorso

- I due filamenti sono antiparalleli e complementari

- L’informazione portata dal DNA è codificata nella sequenza di basi dei suoi filamenti e non nella sua

struttura 3D (molecola informazionale)

- Genoma: dotazione completa del DNA presenta in ogni cellula di un organismo.

RNA

- Lo zucchero è il ribosio

- È assente la Timina sostituita dall’Uracile

- Il ribonucleoside è l’uridina

- L’RNA non ha una struttura ha doppia elica, bensì ha un filamento unico

- Spesso le molecole del filamento si ripiegano su se stesse, formando molecole che presentano

segmenti a doppio filamento all’interno dello stesso filamento.

- Ci sono diversi tipi di RNA presenti nella cellula (mRNA, tRNA, rRNA) che eseguono funzioni

differenti.

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo PRIME INFORMAZIONI SU DNA

- Rosalind Franklin (studi di cristallografia)—> molecola di Dna lunga e sottile

- Chargaff—> concentrazione adenina = timina

- Watson e Crick —> complementarietá del Dna, presenza di legami ad H

DOGMA CENTRALE: relazione tra DNA-RNA e proteine

è

- Melsob e Stahl—> replicazione semiconservativa

- Kornerberg—> Antiparellelimo delke 2 catene

- Khorana, Holley e Niremberg—> decifrano il codice genetico

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2021

Camilla Cilluffo

MEMBRANA CELLULARE

- Delimita ogni cellula consentendo il mantenimento di un ambiente intracellulare a composizione

controllata

- Il sistema di membrane interne negli eucarioti definisce compartimenti intracellulari con composizioni

diverse, così che ogni organulo si trovi nelle condizioni più ottimali per svolgere le proprie funzioni

- È una barriera selettiva: avviene uno scambio controllato delle sostanze nutritive e l’eliminazione delle

sostanze di scarto.

- Sede della ricezione dell’informazioni atte modulare le attività metaboliche all’interno della cellula. —>

Molecole di segnalazione (ormoni) e recettori (proteine) si legano determinando una serie di risposte

biochimiche all’interno della cellula

- Costituzione: lipidi e proteine in proporzioni variabili e poche quantità di carboidrati

Le proteine transmembrana presentano tre domini:

- 2 idrofilici (extracellulare, citosolico)

- 1 idrofobico (code idrofobiche)

Funzioni

- Delimitano la cellula e gli organelli

- Trasporto di membrana (importo ed esporto di molecole)

- Comunicazione

- Adesione cellulare

- Capacità di movimento ed espansione (microvilli)

- Divisione cellulare

- Fusioni di membrane (endocitosi/esocitosi)

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2020

Camilla Cilluffo

Lipidi di membrana

- La componente principale delle membrane

biologiche sono i lipidi, in particolare i fosfolipidi

(fosfogliceridi, glicero-fosfolipidi e sfingolipidi).

- I fosfolipidi sono molecole anfipatiche, cioè

composte da una testa idrofila polare e due code

idrofobe apolari

- Si alternano catene di fosfolipidi sature ad insature SFINGOLIPIDI: altri lipidi di membrana,

per garantire il giusto grado di fluidità formati da sfingosina, importanti nella

Se fossero tutte sature: i fosfolipidi

o struttura e comunicazione cellulare

risulterebbero troppo impacchettati tra di

loro e la membrana risulterebbe tutta rigida,

cioé non biologicamente attiva

Se fossero tutte insature: membrana

o risulterebbe troppo fluida, il doppio legame

cis associata a tutti i fosfolipidi li

distanzierebbe tutti fra di loro

- Si devono disporre in modo di garantire l’asimmetria

di membrana: il monostrato di fosfolipidi esterno è

diverso dal monostrato di fosfolipidi interno

- Disposizioni dei fosfolipidi:

All’interfaccia aria-acqua le Micelle: si

molecole anfipatiche danno raggruppano

origine ad un foglietto Foglietto a doppio strato

mettendo a contatto le

formato da un solo strato di fosfolipidico: la membrana ha

loro teste apolari,

molecole tutte orientate con due facce polari (teste) che

formando un nucleo

le code apolari verso l’aria e interagiscono con l’acqua,

apolare, escludendo il

le teste verso l’acqua mentre la parte centrale

mezzo acquoso (code) costituisce una zona

apolare

Camilla Cilluffo Appunti di Citologia 2020

Camilla Cilluffo

Fluidità di membrana

- I fosfolipidi possono spostarsi liberamente, questa mobilità dei lipidi conferisce alle

membrane la caratteristica fluidità

Lo spostamento però comporta:

o La rottura dell’interazione (che poi si ristabiliscono, così che l’energia totale

§ del sistema rimane costante)

La rottura transitoria delle interazioni implica una barriera di attivazione che

§ può limitare le cinetiche del processo.

- Fluidità—> possibilità di cambiare forma in risposta ai cambiamenti della forma della cellula.

- Fattori che influenzano la fluidità:

La quantità di colesterolo: molecola piccola che si inserisce tra i fosfolipidi

o La lunghezza e il grado

o

DOPPIO LEGAME= ripiegatura nella catena LUNGHEZZA CATENA: D.P all’energia di

delle codeà ingombro stericoàimpedisce transizione

REGOLARE IMPACCHETTAMENTO delle La fluidità aumenta.

code nel doppio stratoà maggiore fluidità LUNGHEZZA CODA IDROCARBURICA: riduzione

fluidità di membrana

Si aggiunge una molecola di colesterolo tra i due fosfolipidi

così da ridurre il movimento eccessivo dei due fosfolipidi

adiacenti e abbasso temperatura di transizione

A 36-37° i lipidi sono in uno stato relativamente fluido

STRATEGIE PER MANTENERE LA FLUIDITA’ DI MEMBRANA: se abbasso la T

- Interviene la DESATURASI enzima, che va