Citologia e Istologia

Apoptosi e il ruolo del mitocondrio

L'apoptosi è un tipo di morte cellulare fisiologica, regolata, che mantiene l'omeostasi fisiologica. Il mitocondrio interviene nei processi apoptotici, che possono essere causati da stimoli esterni o da variazioni citosoliche.

Questi processi apoptotici sono influenzati da una serie di fattori, tra cui variazioni nella permeabilità delle membrane mitocondriali. Queste variazioni portano al rilascio anomalo di elementi che contribuiscono al processo apoptotico. Ad esempio, il mitocondrio rilascia il citocromo c, che attiva una cascata di proteine chiamate caspasi, le quali inducono l'apoptosi.

Inoltre, il mitocondrio regola anche l'inibizione dell'apoptosi. La variazione della permeabilità può essere indotta da patogeni come virus o batteri, che producono proteine che si inseriscono nelle membrane mitocondriali e ne alterano la permeabilità.

Tra i patogeni che agiscono in questo modo, troviamo...

L'Escherichia Coli (provoca diarree infantili severe), ol'Helicobacter pylori (provoca la gastrite cronica, che può portare al cancro al colon). Il 99% di cellule che si differenziano nel timo muoiono per morte apoptonica.

REGOLAZIONE DEL CALCIO CITOPLASMATICO

Il livello del calcio citoplasmatico è molto basso. Ci sono molte zone di contatto tra RE (che immagazzina gli ioni calcio) e mitocondri, (MAM), zone di associazione in cui c'è la prevalenza di proteine della membrana esterna mitocondriale, che sono associate a degli altri trasportatori. Nel momento in cui si ha uno stimolo che porta all'apertura dei canali Ca a livello del RE, molti ioni, tramite le zone di associazione, vengono sequestrati dal mitocondrio e non liberate nel citoplasma.

PEROSSISOMI

Furono identificati per la prima volta da Rhodin, che li definì microcorpi e De Duve ne attribuì la funzione e il nome. Hanno una forma ovale 0,20 micron, sono delimitati da una sola membrana.

non contengono né DNA né ribosomi (in alcune specie contengono un materiale granulare tra cui troviamo l'enzima uricasi, che si aggrega a formare un nucleoide). La loro origine deriva da una porzione del RER, il reticolo perossisomale, ricco di Pex3p, proteina che poi si ritrova all'interno del perossisoma. Contiene 50 differenti enzimi, prodotti dai poliribosimi liberi, che vengono importati tramite un meccanismo che prevede la presenza di sequenze sulle proteine che deve essere importata, e di trasportatori che legano la proteina, che si lega poi ad un complesso della membrana del perossisoma. Contengono con maggiore concentrazione le catalasi, che è un enzima ossidasi: è in grado di ossidare, e quindi di rendere innocue, una serie di sostanze, fra cui anche l'alcool. Per farlo utilizza l'acqua ossigenata H₂O₂, che a sua volta sarebbe teoricamente una sostanza tossica per la cellula. Le cellule molto ricche di perossisomi sono gli

Gli epatociti sono le cellule del fegato. Il perossisoma è un organulo presente all'interno delle cellule e contiene enzimi che degradano gli acidi grassi a catena molto lunga (VLCFA), tagliandoli. Ci sono patologie derivanti da difetti nella demolizione di questi acidi grassi. Questi acidi grassi si accumulano nelle cellule del nostro organismo, anche in quelle che formano la guaina mielinica delle nostre cellule nervose (oligodendrociti). Se questa guaina degenera, il nostro sistema nervoso non può trasferire impulsi nervosi correttamente (ciò avviene nella sclerosi multipla). Gli effetti non si vedono in età giovanile, ma sono determinati dall'accumulo di quegli acidi grassi, quindi ad un certo punto c'è una regressione delle funzioni vitali.

I cloroplasti sono organelli peculiari dei mitocondri, e vale anche per loro la teoria endosimbiotica. Si pensa, quindi, che anche i cloroplasti derivino dall'associazione tra un batterio aerobico e una cellula ancestrale eucariotica anaerobica. I cloroplasti sono organelli molto grandi.

Cloroplasti

I cloroplasti sono organelli deputati alla fotosintesi e hanno una dimensione di circa 5-10 micron. Possiedono clorofilla e conferiscono alle piante il colore verde. Appartengono alla famiglia dei plastidi, che comprende una serie di diversi organuli cellulari.

I cloroplasti devono generare energia e molecole carboniose utilizzando il processo della fotosintesi. Altri plastidi includono i cromoplasti, che non hanno clorofilla ma possiedono carotenoidi, e i leucoplasti, che non possiedono pigmenti.

I plastidi derivano da organelli più semplici con una struttura comune.

Struttura

I cloroplasti hanno forma allungata in cui si individua una superficie convessa e una liscia. Presentano due membrane: una esterna più permeabile, grazie alla presenza di canali di porine, attraverso cui possono transitare le piccole molecole, e una interna più impermeabile, che attraversano solo particolari ioni e metaboliti che sono in grado di superare la membrana solo grazie a

Si trovano immersi i cloroplasti, grazie a dei meccanismi di importo. Queste proteine hanno sequenze particolari che fanno sì che si attivino particolari meccanismi di riconoscimento della proteina nel citosol da parte di un complesso proteico presente sulla membrana esterna del cloroplasto. Il complesso proteico che si trova sulla membrana esterna del cloroplasto si chiama TOC, e nel caso in cui la proteina possedesse particolari sequenze potrà interagire anche con il cosiddetto sistema TIC, presente sulla membrana interna.

FOTOSINTESI

La funzione principale dei cloroplasti è quella legata alla fotosintesi, che è un processo che utilizza energia luminosa, acqua e CO₂ per generare zuccheri, che rappresentano energia metabolica.

-FASE LUMINOSA: rappresenta la prima fase della fotosintesi. In questa fase si creano degli elementi necessari poi alla realizzazione della fase al buio. La fase luminosa avviene nelle pile di tilacoidi, in cui l'energia luminosa viene captata

Dalla clorofilla viene trasformata in energia chimica, mediante la sintesi di ATP e la riduzione del NADP⁺ ossidato in NADPH ridotto, utilizzando H₂O e liberando O₂. Il NADPH è un elemento che ha la funzione di fornire gli idrogeni per la conversione della CO₂ in zuccheri.

FASE AL BUIO: L'ATP e NADPH forniscono l'energia chimica necessaria per sintetizzare glucosio a partire da CO₂. La sintesi di ATP è simile a quella dei mitocondri, infatti, a livello della membrana del tilacoide abbiamo un complesso proteico dell'ATP sintasi, uguale a quello dei mitocondri. È composto da una parte proteica F0 intrinseca di membrana, che è simile a un canale proteico, e una parte F1 che è globulare e sporge nello stroma.

La fase luminosa della fotosintesi, che coinvolge numerosi complessi proteici presenti sulla membrana dei tilacoidi, genera un gradiente protonico. Si accumulano, quindi, protoni nel lume dei tilacoidi, dove si viene a creare.

Una differenza di concentrazione fra il lume e lo stroma è la dissipazione del gradiente che crea ATP. I protoni fluiscono secondo il gradiente di concentrazione (passivamente) attraverso il canale. Questo flusso fa ruotare la parte F0, con la conseguente attivazione della parte F1, che consiste in un cambio di conformazione che consente di legare ADP+P. La membrana del tilacoide è quindi strutturalmente e funzionalmente molto simile alla membrana interna mitocondriale.

Le singole cellule degli organismi pluricellulari si assemblano fra loro a formare un tessuto. Ci sono due principali situazioni nelle quali avviene questo meccanismo:

1. Le cellule si trovano disperse all'interno di una matrice extracellulare composta da proteine e polisaccaridi. Sarà un'interazione cellula-matrice. (es. tessuto connettivo)
2. Le cellule sono strettamente connesse le une alle altre a formare delle lamine epiteliali, la matrice è minima. Si tratta di un'interazione cellula-cellula. (es. tessuto epiteliale)

Struttura e funzioni degli epiteli:

• Trasporto
• Secrezione (epitelio gastrico)
• Assorbimento (epitelio intestinale)
• Recettoriale
• Protezione (epidermide, epitelio di transizione della vescica)

STRUTTURA EPITELI DI RIVESTIMENTO

Sono composti da più cellule unite tramite le giunzioni a formare delle lamine epiteliali. Queste lamine non sono mai vascolarizzate. La lamina epiteliale si poggia sempre su una membrana basale che la separa da un tessuto connettivo fortemente vascolarizzato. Attraverso il tessuto connettivo, l'epitelio è nutrito e sostenuto meccanicamente. Negli epiteli sono presenti sia terminazioni nervose che cellule sensoriali. Siccome il nutrimento viene dal connettivo, negli epiteli monostratificati lo scambio trofico è facile, mentre in quelli pluristratificati, per agevolare lo scambio trofico, a livello dell'epidermide il tessuto si invagina a formare delle creste epiteliali, che sono