Citologia e istologia

GIUNZIONI

Le giunzioni determinano associazioni cellulari stabili nel tempo che permettono la formazione di

tessuti e organi. Tali associazioni richiedono delle specializzazioni di membrana nei punti di

contatto tra le cellule o con la matrice extracellulare.

Distinguiamo tre tipologie di giunzioni:

1) Giunzioni occludenti: impediscono il passaggio di materiale tra gli spazi intercellulari.

Si parla di:

a) giunzioni strette o tight junctions

b) giunzioni settate o septate junctions negli invertebrati.

assicurano l’aderenza cellula-cellula

2) Giunzioni di ancoraggio: o cellula-lamina basale.



Costituiscono i siti di attacco dei microfilamenti giunzioni aderenti (cellula-cellula) e

giunzioni focali (cellula-matrice), e dei filamenti intermedi desmosomi (cellula-cellula) ed

emidesmosomi (cellula-matrice).

3) Giunzioni comunicanti o giunzioni gap: permettono la comunicazione fisica tra cellule

adiacenti permettendo il passaggio di molecole.

Ponendo un fibroblasto in coltura si osserva che questo perde la sua morfologia e dopo all’incirca

mezz’ora inizia a formare delle espansioni, dei contatti per aderire al substrato di crescita.

ADESIONI FOCALI: tramite esse la cellula aderisce al substrato, ovvero l’ambiente naturale o il

fondo di una Petri piuttosto che un vetrino. Sono strutture dinamiche che si disassemblano durante

la mitosi.

Le integrine sono proteine che si legano sul versante citosolico tramite molecole come la vinculina

che ne permettono l’interazione con i filamenti di actina del citoscheletro. Altre proteine che

paxillina. L’α-actinina

mediano tale interazione sono la talina e la infine stabilizza i filamenti di

actina. Le integrine si legano inoltre sul versante extracellulare al collagene. Formano poi dei dimeri

costituiti da una subunità α e una β.

EMIDESMOSOMI: li troviamo a livello delle superfici basali delle cellule epiteliali e

rappresentano metà della struttura che va a costituire i desmosomi.

Le integrine sono dunque proteine transmembrana che:

- Prendono contatto, a livello del versante citoplasmatico, con placche proteiche contenenti

plectina a cui si ancorano i filamenti intermedi;

- Prendono contatto con componenti della matrice, ad es. con le fibre di collagene, tramite la

porzione extracellulare.

COMPLESSO GIUNZIONALE: è costituito da:

unisce i fasci di actina di una cellula ad analoghi fasci di

giunzione aderente un’altra cellula.

unisce i filamenti intermedi di una cellula a quelli di un’altra

giunzione a desmosoma adiacente

giunzione comunicante o gap permette il passaggio di piccoli ioni e molecole idrosolubili

(non fanno parte del del citosol

complesso giunzionale)

giunzione a emidesmosoma ancora i filamenti intermedi di una cellula alla lamina basale

giunzione occludente occlude, sigilla gli interstizi tra cellule contigue nei tessuti

il passaggio di molecole tra l’una e

epiteliali impedendo

l’altra. Sono localizzate a livello di un breve tratto sulla parte

laterale della cellula, in prossimità della porzione apicale;

possiamo riconoscerlo a livello di regioni in cui le cellule

adiacenti sembrano fuse in più punti. Si parla di cellula

anastomizzate. Le proteine transmembrana occludine e

claudine si trovano alla stessa altezza tra le cellule adiacenti.



Quindi localizzazione giunzioni occludenti polo apicale della cellula lungo il perimetro della



stessa; funzione barriera per evitare la diffusione paracellulare.

Occludine e claudine hanno un diametro di 3-4 nm. In corrispondenza dei tratti dove mancano

queste proteine vi è un piccolo spazio tra le due cellule adiacenti.

crea delle strutture robuste per favorire l’adesione tra cellule con la

giunzione di ancoraggio stessa struttura e funzione che vanno così a formare un tessuto.

Le caderine sono proteine che mediano l’adesione cellulare tramite legame omofilico con il

dominio extracellulare delle caderine della cellula adiacente. Sul versante citoplasmatico devono

invece sapersi legare a un connettore proteico in modo da poter interagire con i filamenti del

citoscheletro.

Le giunzioni sono formate da due classi di proteine:

- Connettori proteici intracellulari: ancorano le proteine del citoscheletro;

- Proteine linker transmembrana: hanno la capacità di legarsi sia al connettore sia alla proteina

linker della cellula adiacente.

Nelle giunzioni aderenti le due membrane cellulari coinvolte sono distanziate da uno spazio di 20-

25 nm a causa dell’ingombro delle caderine che le uniscono.

La catenina p120 (peso molecolare) è un’importante proteina che serve per la ricezione del segnale

da parte del tessuto e la regolazione della trasduzione dello stesso sul versante citosolico.

La caderina si lega alla β-catenina, a sua volta legata all’α-catenina. Quest’ultima va a sua volta a

legare i filamenti di actina i quali formano una sorta di cintura che percorre tutta la cellula.

Riassumendo:

La caderina si lega ai filamenti di actina tramite connettori proteici quali α e β catenine.

-

- La catenina p120 lega le caderine e regola la resistenza della giunzione. Funziona inoltre

come una componente della via di trasduzione del segnale. Si tratta di proteine per le quali è

difficile capirne la localizzazione e con chi interagiscono.

I desmosomi conferiscono la resistenza allo stiramento meccanico. Le proteine desmogleina e

desmocollina si alternano a formare la giunzione legandosi tramite legame omofilico. Queste

proteine si legano inoltre a livello citoplasmatico alle placoglobine e alle desmoplachine

(potrebbero anche legare cheratine) che sono dei connettori proteici. I filamenti intermedi arrivano

alle desmoplachine non con un’estremità ma ripiegati, vi arrivano come anelli.

Lo spazio tra le due membrane è di 25-35 nm ed è occupato dalle due proteine transmembrana

(entrambe facenti parte della famiglia delle caderine).

Esempio di tessuto sottoposto a stress meccanico è l’epitelio di transizione della vescica.

All’interno delle giunzioni gap ogni struttura tondeggiante che ci appare al microscopio elettronico

rappresenta una “porta” ed è definita connessone. Ogni connessone deve essere in registro con un

altro presente sulla membrana della cellula adiacente, e può trovarsi in uno stato aperto o chiuso.

Inoltre ogni connessone è formato da 6 subunità proteiche chiamate connessine. La giunzione gap è

pertanto il risultato dell’insieme di tanti connessoni. Lo spazio tra le membrane per questo tipo di

giunzione è di 3 nm.

Le gap junctions sono presenti sia negli invertebrati che nei vertebrati dove si trovano soprattutto a

livello del tessuto nervoso e muscolare cardiaco dove sono richiesti meccanismi di comunicazione

rapida.

DIVISIONE CELLULARE:

Le cellule somatiche si dividono tramite mitosi. La meiosi invece è il processo a cui vanno incontro

solo le cellule che daranno origine ai gameti.

La mitosi da origine a due cellule identiche tra loro e alla cellula madre, la meiosi invece porta alla

formazione di 4 cellule aploidi tutte uguali nella linea maschile (4 spermatozoi), diverse nella linea

femminile. Si ha infatti la produzione di una grossa cellula uovo e di 3 piccolissimi globuli polari

che non ereditano il citoplasma in quanto quest’ultimo viene totalmente raccolto nell’oocita.

RIPRODUZIONE SESSUALE NEGLI ORGANISMI PLURICELLULARI

Essa dipende in primo luogo dalla gametogenesi che porta alla formazione di gameti maschili, gli

spermatozoi e gameti femminili, le cellule uovo. Questi due tipi cellulari sono gli unici ad essere in

grado di dar vita ad un organismo. Al termine della meiosi per quanto riguarda i gameti maschili si

parla di spermatidio ovvero una cellula tondeggiante incapace di muoversi. Successivamente si ha

l’acquisizione della tipica forma dotata di flagello che rappresenta lo spermatozoo.

La gametogenesi avviene nelle gonadi a partire da cellule germinali primordiali (PGC) le quali si

dividono per mitosi dando origine a una popolazione di cellule goniali (oogoni e spermatogoni) le

quali a loro volta si differenziano in gameti. Nel maschio il differenziamento è preceduto dalla

meiosi, che si completa nel giro di poche settimane, mentre nella femmina avviene il contrario.

Lo spermatozoo, a differenza della cellula uovo, è dotato di mobilità. La cellula uovo sviluppa

invece un citoplasma molto complesso.

Il gamete femminile, nel momento in cui viene fecondato, non ha ancora portato a termine la meiosi

II. La meiosi infatti si blocca e può riprendere anche a distanza di anni.

Per ciclo cellulare s’intende la capacità della cellula di riprodursi, cosa indispensabile per gli esseri

viventi. Esso comporta:

- Crescita della cellula seguita da divisione della cellula stessa con formazione di due cellule

figlie identiche alla cellula madre;

- La cellula parentale deve attraversare una serie di fasi che determinano il ciclo cellulare.

Ogni cellula man mano che percorre le tappe del ciclo modifica non solo le sue dimensioni

ma anche il n. di molecole di DNA.

- Le fasi G e G sono di crescita, la fase S è quella in cui si ha la replicazione.

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FUSO MITOTICO

È formato da tre tipologie di fibre e presenta due poli a livello di ognuno dei quali è presente un

centrosoma (formato da due centrioli). È inoltre localizzato centralmente alla cellula. I poli del fuso

sembrano essere ancorati alla membrana plasmatica tramite fibre astrali. I microtubuli invece vanno

a costituire il cinetocore, porzione costituita da nucleotidi associati a una componente proteica, che

permette la separazione del materiale genetico. I microtubuli polari non sono in continuità tra loro

ma arrivano uno da un polo e uno dall’altro e vengono stabilizzati da proteine.

Finché non si verifica il processo di separazione i due cromatidi fratelli sono uniti dalla proteina

coesina. Successivamente alla separazione si ha la formazione di una strozzatura del citoplasma. La

cellula assume allora una forma ovale grazie all’aggiunta o alla rimozione di subunità di tubulina a

livello dei microtubuli polari. MITOSI

La mitosi prevede una serie di tappe: 1) profase, 2) prometafase, 3) metafase, 4) anafase, 5) telofase

a cui segue poi la citodieresi.

1) Profase: risultano visibili i cromosomi in quanto il DNA è compattato. Ognuno di essi è

formato da due cromatidi fratelli uniti dal centromero.

Il centrosoma organizza il fuso mitotico nel citoplasma delle cellule. È ancora presente

l’involucro nucleare mentre scompaiono i nucleoli.

si verifica la disgregazione dell’involucro nucleare: i cromosomi si vengono a

2) Prometafase:

trovare nel citoplasma dove prendono contatto con le fibre del fuso cercando le fibre del

cinetocore; sequenze localizzate a livello dei centromeri si legano ad un grupp