Citologia e istologia

CELLULA ANIMALE

MEMBRANA PLASMATICA: (membrana cellulare) è

composta da un doppio strato di fosfolipidi che si

dispongono con le teste idrofile verso l’esterno. Vi

sono inoltre lipidi (fosfolipidi, steroidi e glicolipidi) e

proteine tenute insieme da interazioni non

covalenti. Svolge diverse funzioni grazie alla sua

fluidità e resistenza:

> separare l’ambiente extracellulare da quello

intracellulare

> svolgere una funzione di permeabilità selettiva che regola i flussi di molecole tra l’interno e l’esterno

della cellula.

> Definizione dei compartimenti interni degli organelli citoplasmatici.

> mantenimento dell’omeostasi del PH e della composizione ionica,

> ancoraggio del citoscheletro e adesione con altre cellule e con la matrice extracellulare.

Le proteine di membrana contribuiscono maggiormente a conferire specificità alle membrane; esse sono

distinte in: 21

ﳎ Proteine estrinseche: idrofiliche e legate debolmente alla

superficie; non penetrano nel doppio strato lipidico e sono

associate solo con la superficie esterna o interna.

ﳎ Proteine intrinseche (o integrali): sono immerse nello strato

idrofobico e sono separabili dalla membrana solo con

detergenti o solventi organici.

Le cellule animali possiedono esternamente alla membrana plasmatica un rivestimento sottile (glicocalice)

che media le risposte infiamamtorie ed è coinvolta nel riconoscimento cellula-cellula. Le glicoproteine

presenti sul glicocalice come la fibronectina sono fondamentali per la mediazione tra cellula e ambiente

esterno e possono essere ancorate al citoscheletro.

GIUNZIONI CELLULARI: negli organismi pluricellulari le cellule si associano formando contatti stretti tra loro

per scambiarsi segnali. Le giunzioni cellulari possono trovarsi isolate oppure riunite a formare dei veri e

propri complessi di giunzione. Le cellule possono presentare tre tipi di

giunzione tight o zona occludens:

-Giunzione sono le giunzioni cellulari più strette. Il

complesso è formato da tre proteine che prendono contatto con le stesse tre

proteine presenti sulla membrana cellulare della cellula adiacente, sigillando

lo spazio tra esse. Queste giunzioni sono presenti nei tessuti epiteliali e

endoteliali e hanno la funzione di impedire il passaggio di soluti attraverso lo

spazio extracellulare.

aderente o ancorante:

-Giunzione possono essere distinte in almeno quattro tipi:

le giunzioni aderenti a fascia e i desmosomi intervengono nella formazione di sistemi di adesione

intercellulare mentre gli emidedmosomi e i contatti focali nella formazione di sistemi di

giunzioni aderenti a fascia

adesione cellula-matrice extracellulare. Le sono giunzioni

che si estendono per l’intero perimetro cellulare e formano una sorta di cintura

desmosoma

Il è una giunzione aderente che

forma un ispessimento localizzato sulla

membrana cellulare. L’emidesmosoma è una giunzione in grado di

legare la membrana plasmatica alla base della cellula alla sottostante

contatti focali

lamina basale. I sono giunzioni in grado di legare la

membrana plasmatica della cellula a

compoenti della matrice extracellulare.

gap o comunicante:

-Giunzioni canale aperto in grado di consentire il passaggio di

ioni o molecole tra le cellule vicino. Giunzione usata dalle cellule di diversi tessuti

per comunicare.

compartimentazione

Per si intende l’organizzazione interna delle cellule eucariotiche in corpuscoli cellulari

separati e differenziati dal resto del citoplasma permettendo a essa di

matenere concentrazioni elevate di enzimi e molecole in regioni

specifiche in modo che i processi metabolici avvengano in modo più

efficace

CITOPLASMA: parte cellulare situata all’esterno del nucleo ma

all’interno della membrana plasmatica (citosol è la parte non

contenuta nei corpuscoli cellulari). Essa è composta per il 70% di

acqua in cui sono sciolti elettroliti e partecipa alle reazioni

metaboliche della cellula in quanto contiene numerosi enzimi disciolti

(tra cui quelli della glicolisi) e tipi di RNA coinvolti nella sintesi

proteica. 22

RETICOLO ENDOPLASMATICO: formato da un labirinto di tuboli ramificati e cisterne interconnessi e collegati

alla membrana nucleare che si estendono per tutto il citoplasma. Esso svolge un ruolo fondamentale nella

biosintesi delle proteine transmembrana e dei lipidi per le membrane dei diversi organellli cellulari. Il reticolo

endoplasmatico ha inoltre un ruolo importante come deposito intracellulare di ioni calcio che viene usato in

diverse risposte cellulari

Reticolo endoplasmatico liscio (REL): è costituito da un labirinto di canalicoli intercomunicanti distribuiti in

tutto il citoplasma senza ribosomi adesi alla faccia esterna delle sue membrane. Non avendo affinita per i

coloranti basici non è distinguibile dal resto del citosol. Nelle cellule muscolari il REL è in grado di regolare la

distribuzione intracellulare di ioni calcio e il processo della contrazione muscolare e interviene nella sintesi

degli steroidi e di lipidi, nella detossificazione da farmaci e sostanze tossiche, nella sintesi di membrana (dopo

ad esempio un esocitosi) e nel metabolismo del glucosio. I lipidi sintetizzati nel REL raggiungono la loro

destinazione finale tramite vescicole prodotte per gemmazione. E' morfologicamente più piccolo del reticolo

ruvido.

Questo organello è presente più sviluppato nelle cellule epatiche e muscolari, svolgendo però differenti

funzioni (nel pancreas accumula glicogeno e detossifica le sostanze idrofobiche, mentre nei muscoli, dove è

chiamato anche Reticolo Sarcoplasmatico permette rilascio del calcio.

Reticolo endoplasmatico rugoso (RER): numerose cisterne appiattite affiancate e circoscritte da membrane

che sono in continuita con l’involucro nucleare. È defintio rugoso per la presenza di molti ribosomi attacati

alla superficie citoplasmatica ed è coinvolto nella biosintesi delle proteine. È visibile al microscopio grazie al

numero elevato di proteine destinate alla secrezione. È un organello presente in tutte le cellule eucariotiche

ed p sviluppato nelle cellule dedite alla secrezione di sostanze sierose.

RIBOSOMI: sono organuli di natura ribonucleoproteica non delimitati da

membrane, costituiti da RNA ribosomiale e proteine. Sono formati da due

subunità che si assemblano solo al momento della traduzione e sono classificati

in base alla loro velocità di sedimentazione: i batteri possiedono ribosomi 70s

mentre le cellule eucariotiche ribosomi 80s. Negli eucarioti gli RNA vengono

prodotti nel nucleolo dove entrano anche le proteine ribosomiali prodotte nel

citoplasma che si assemblano con i rispettivi RNA per dare i ribosomi. Essi si

possono trovare liberi nel citosol (ribosomi liberi) o

adesi alla superficie citoplasmatica del reticolo

endoplasmatico rugoso.Le proteine vengono

sintetizzate a partire da stampi di mRNA attraverso la

sintesi proteica. La sequenza di nucleotidi di un gene

attraverso il suo intermediario a mRNA viene letta e trasferita nella sequenza

nucleotidica di un amminoacido seguendo delle regole imposte dal codice genetico.

Ogni amminoacido viene specificato da una sequenza di tre basi CODONI (64

possibilità di combinazione) a cui si legano gli ANTICODONI con sequenza

complementare presenti sui tRNA. La traduzione inizia all’estremità 5’ e la sintesi

proteica procede quoindi in direzione 5’3’.

Il processo di traduzione è diviso in 3 fasi:

Inizio: l’mRNA si posiziona correttamente tra le due subunità del ribosoma

Ҩ Allungamento: gli amminoacidi vengono portati dai tRNA e uniti da legami

Ҩ

peptidici (allungamento della catena peptidica)

Terminazione: incontro con il codone di stop che porta alla fine

Ҩ

dell’allungamento della proteina e al distacco e dissociazione del ribosoma.

Tramite un meccanismo di indirizzamento co-riduzionale che prevede il

riconoscimento da parte di una proteina SPR (particella di riconoscimento della

sequenza segnale) di una sequenza di 30 amminoacidi. Le proteine che vengono

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riconosciute dalle peptidasi del segnale ed entrano nel lume del RER resteranno nel lume del RER, saranno

proteine secrete oppure formeranno proteine intrinseche transmembranarie.

Il processo che permette l’ingresso di macromolecole all’interno della cellula è l’ENDOCITOSI, contrario al

ESOCITOSI

processo di e che richiede un continuo ricambio della membrana plasmatica. Le vescicole

assicurano al materiale trasportato la separazione dal resto della cellula e si fondono a un compartimento di

destinazione riversando il materiale che contengono.

ENDOCITOSI: le vescicole raggiungono in primo

luogo i lisosomi e possono essere di diverso tipo

assunzione aspecifica di molecole

Pinocitosi:

di varia natura diluite in goccioline di liquido

extracellulare endocitosi mediata da recettore:

se il materiale da internalizzare è riconosciuto

da specifici recettori di membrana

quando le cellule specializzate del

Fagocitosi:

sistema immunitario internalizzano particelle di

grosse dimensioni

mediata da recettori

Endocitosi

ESOCITOSI: le vescicole si formano a partire dal RER o dalla faccia trans dell’apparato di Golgi.

APPARATO DEL GOLGI: processa e smista i componenti cellulari

che devono essere trasportati alla loro destinazione finale. Esso

interviene nei processi di modificazione post-traduzionale delle

proteine, nella sintesi di molecole polisaccaridiche e di alcuni

lipidi. È costituito da cisterne appiattite impilate l’una all’altra

rivestite da membrane, vescicole di trasporto e vescicole di

secrezione. È diviso in tre compartimenti funzionalmente distinti,

la faccia cis (prossimale) dove entrano microvescicole

la faccia mediale faccia trans

(trasporto), e la (distale) dove

gemmano macrovescicole (secrezione). Nel compartimento trans

le glicoproteine sono smistate e confezionate in vescicole per

essere indirizzate verso le loro specifiche destinazioni (lisosomi,

granuli di secrezione e membrana plasmatica).

Il processo che regola la distribuzione di proteine verso compartimenti di membrana specifici è legato a

precise sequenze amminoacidiche che le indirizzano:

1.Indirizzamento co-traduzionale

2.Indirizzamento post-traduzionale: (è il caso di RER e Golgi) le proteine passano dal RER verso il Golgi

guidate dal citoscheletro e infine abbandonano la cellula per Esocitosi (via secretoria)

LISOSOMI: sono delle sacche di 0.2-0,5 µm di diametro delimitati da

una membrana. Sono coinvolti nel processo di digestione cellulare

perché contenengono enzimi idrolitici acidi sintetizzati nel RER che

funzionano a un pH acido (4.5-5) e inattive nel pH del citosol (7.2) per

la digestione intracellulare di materiale di natura diversa provenient