Citologia III

CITOSCHELETRO e mobilità cellulare

FUNZIONI

1. IMPALCATURA DINAMICA e supporto strutturale: determina la FORMA della cellula e RESISTE alle forze che tendono a deformarla.
2. RETICOLO INTERNO che stabilisce la POSIZIONE di ORGANULI e MOLECOLE (es: mRNA).
   • cell. epiteliali POLARIZZATE
     • FILETTI di ACTINA = STRUTTURA di SUPPORTO nei microvilli e stereocigli.
     • FILAMENTI INTERMEDI con parti proteiche condensate che fungono da GIUNZIONI di ADESIONE.
       • PROTEINA MOTRICE
       • MICROTUBULO
         • TRASPORTO INTRACELLULARE di vescicole, mitocondri...
3. RETE di BINARI per DIRIGERE i MOVIMENTI di MATERIALI e ORGANULI (es: perossisomi).
   • cell. NERVOSA
     • ACTINA
       • l'«intervità» di un ASSONE in ACCRESCIMENTO è MOBILE;
       • le VESCICOLE (+ neurotrasmettitori) sono trasportate dai MICROTUBULI lungo l'assone.
     • FILAM. INTERMEDIO (NEUROFILAMENTO) MICROTUBULO
     • PROTEINA MOTRICE
4. GENERA le FORZE che determinano lo SPOSTAMENTO di cellule
   • ciglia e flagelli negli unicellulari
   • nei pluricellulari: SPERMATOZOI/GLOBULI BIANCHI/FIBROBLASTI assonema in CRESCITA di un ASSONE
5. macchinario per DIVISIONE CELLULARE: gli el. del citoscheletro formano il FUSO MITOTICO (per separaz. cromatidi); e l'ANELLO CONTRATTILE (per citodieresi).
   • cromatidi fratelli uniti dalla componente proteica = COESINE
   • ACTINA (localizzazione: CORTICALE sotto la m. plasmatica)
   • MICROTUBULI (originati sulla pto. di nucleazione nel centrosoma)

CITOSCHELETRO

DINAMICA RETE composta di TUBULI e FILAMENTI PROTEICI INTERCONNESSI

con PROTEINE che STABILIZZANO le componenti in pto. di interconnessione.

FILAMENTI INTERMEDI

ROBUSTE FIBRE (a corda) formate da PROTEINE FIBROSE ASSOCIATE

• (uniche ma non globulari) avvolte e RESISTENTI a stimoli est.

DESMOSOMI GIUNZIONI

• EP. TRANSITO PLURISTRATIFICATI con CELLULE ≠:
• BASALE GERMINATIVO
• superficiale cupoliforme: si assottiglia se la pressione esterna aumenta ma SENZA STRAPPARSI, grazie ai filamenti intermedi

ø 8-10 nm

• ∗ più sottili dei microtubuli ma + resistenti

MICROTUBULI

• LUNGHI TUBI RIGIDI, CAVI e NON RAMIFICATI,
• associazione testa-coda di proteine GLOBULARI ➙ STRUT. POLIMERICA formata da 13 PROTOFILAMENTI DIMERICI
• NON connessi in GIUNZIONI

ø 25 nm

MICROFILAMENTI

• o filom. di ACTINA
• strutt. PIENE, SOTTILI che formano spesso RETI RAMIFICATE
• grazie a PROTEINE che fungono da SITI DI POLIMERIZZAZIONE
• ∗ connessi in GIUNZIONI DI ADESIONE

ø 6 nm

• actina monomerica (forma i filamenti)

Ogni el. del CITOSCHELETRO (monomero e polimero) ha una particolare

1. DIMENSIONE
2. STRUTTURA
3. DISTRIBUZIONE INTRACELLULARE

I PROCARIOTI hanno COMP. CITOSCHELETRICHE?

• Sì - PROTEINE: TUBULINA e ACTINA e FILAMENTI INTERMEDI

TRASPORTO in una CELLULA NON POLARIZZATA

MOVIMENTO + PROCESSIVO (= continuo)

PER ENTRAMBE le proteine la TESTA

GENERA FORZA e si LEGA al MICROTUBULO

• CHINESINA = 380 KD

PROTEINA TETRAMERICA

• 2 cat. pesanti identiche
• 2 cat. leggere identiche

• DINEINA = 1500 KD

CITOPLASMATICA

• 2 cat. pesanti identiche + catene intermedie

Le PROT. MOTRICI si legano alla MEMBR. CELLULARE della VESCICOLE tramite PROTEINE TRANS-MEMBRANA:

• DINEINA ⟹ vescicole dotate dell’adattatore DINACTINA
• CHINESINA ⟹ vescicole dotate di PROT. PERIFERICHE/INTEGRALI

DISASSEMBLAGGIO dei microtubuli:

• microtubuli del CITOSCHELETRO e del FUSO MITOTICO = LABILI

• INDOTTO da:
• FREDDO
• PRESSIONE IDROSTATICA
• [Ca²⁺]

• COLCHICINA/VINBLASTINA/VINCRISTINA (sost. chimiche)

• TAXOLO (derivato) BLOCCA le ATTIVITÀ DINAMICHE di microtubuli:
• si lega al polimero microtubulare e impedisce non solo il DISASSEMBLAGGIO,
• ma anche la formazione di NUOVE STRUTTURE

viene in chemioterapia vs. cancro perché uccide prevalentemente le cell. tumorali;

interferendo con il loro fuso mitotico e impedendone così la divisione incontrollata;

le CELL TUMORALI non conoscono il CONTROLLO che IMPEDISCONO la DIVISIONE in presenza di danni;

• come VINBLASTINA e TAXOLO, che alterano il fuso mitotico

Intervengo come quel meccanismo:

tentano quindi di completare la divisione nucleare SENZA un FUSO FUNZIONALE e MUOIONO.

2. PROTEOGLICANI

composto PROTEINA + POLISACCARIDE

• scheletro catena di GAG, ciascuna composta da un disaccaride ripetuto
  • ACIDE
  • GR. SOLFATO e CARBOSSILICI (–)

➔ assembrati in complessi giganti (AGGRECANi)

• associato le fiebre del nucleo PROTEICO ➔ molecola di ACIDO IALURONICO (= GAG NON SOLFATO)

➔ molti cationi (+) che a loro volta ➔ molte molecole di H₂O

• nel POROSO e IDRATATO ➔ forma di compressione
• cartilagine ➔ PROTEOGLICANI + COLLAGENE
• in MEC dell'osso ➔ ➔ ➔ + SALI di FOSFATO di CALCIO

3. FIBRONECTINA

proteina composta da ≈ 30 domini Fn_I,

• coinvolti in 5 o 6 unità funzionali e gradini
• formata da 1 CATENA POLIPEPTIDICA, ciascuna delle quali contiene:
  • SITI di LEGAME ➔ altri componenti della MEC
  • REAZIONE delle SUP. CELLULARE che mantengono la MEC legato alla cellula

(Δ durante lo sviluppo embrionale)

4. LAMININA

➔ gruppo di GLICOPROTEINE extracellulari

• formate da 3 catene polipeptidiche legate da PONTI DISOLFURO
• influenza MIGRAZIONE, CRESCITA e DIFFERENZIAMENTO CELLULARE
• delle cell. germinali primordiali (CGP)
• ➔ altre componenti della MEC

Le PROPRIETÀ DINAMICHE della MEC:

• nello SPAZIO ➔ le FIBRILLE possono STIRARSI e riaccoricersi
• nel TEMPO ➔ continua DEGRADAZIONE * RICOSTRUZIONE X
  • RINNOVAMENTO
  • RIMODELLAMENTO nel sviluppo embrionale o in seguito a danno tissutale

* ad opera di enzimi contenenti zinco: METALLOPROTEINASI della MATRICE (MMP)

LOCALIZZAZIONE = EPITELI, dove formano cinture a circondare la cellula a liv. APICALE (ZONULA ADHERENS)

Ile bern citoplasmatico di ogni caderina è ai filam. di ACTINA del CITOSCHELETRO mediante CONNETTORI PROTEICI (α-CATENINA e β-CATENINA)

+ CATENINA p-120 = proteina che traduce il segnale dell'esterno

DESMOSOMI (MACULA ADHERENS) ϕ 1 μm

• giunzioni adesive che riempiono lo SPAZIO (INTERMEMBRANA con DESMOGLEINE (25-35 nm) DESMOCOLLINA
• PLACCHE CITOPLASMATICHE sulla sup. interna delle m.plasmatiche = SITI DI ANCORAGGIO X FILAMENTI INTERMEDI (vimentinefilésienne)

LOCALIZZAZIONE = MUSCOLO CARDIACO

• STRATI EPITELIALI delle alte
• tessuti sottoposti a stress meccanico

GIUNZIONI COMUNICANTI (GAP JUNCTIONS)

• unità specializzati x COMUNICAZIONE INTERCELLULARE fra CELL. ANIMALI,
• più in cui le M. PLASMICHE si avvicinano fin da loro (=3 nm) MA NON prendono DIRETTO CONTATTO:
• lo SPAZIO tra le cellule è riempito da FILAMENTI + SOTTILI = CONDUTTURE nucleolieri che attraversano la membrana
• composte da proteine integrali del membr = CONNESSINE

comprendono in un complesso che ATTRAVERSA la MEMBRANA = CONNESSONE

• CONNESSIONI delle m.formetriche da quelli adiacenti
• si legano tra loro ade site LEG. NON COVALENT
• tra domini extracellulari delle subunità di connessione.

CITOPLASMA ↔ ambiente intercellulare ↔ CITOPLASMA "libera didrazione di molecole fino a 1000 D

APERTURA/CHIUSURA REGOLATA

• = la STIMOLAZIONE delle CELL. CARDIACHE, del MUSCOLO LISCIO coinvolge le GAP JUNCTIONS
• → permettono la CONDIVISIONE di METABOLITI e ATP/ zuccheri fosforilati/ ad enzimi doppiendo