Citologia (la cellula)

MATRICE CITOPLASMATICA

Il citoplasma è un sistema polifasico costituito da matrice citoplasmatica o citosol e da organelli e inclusioni

(lipidi, pigmenti, …) in esso immersi. La matrice è molto ricca di acqua, quasi l’85%. Attraverso i pori dell’involucro

nucleare, la matrice cellulare è in continuità col nucleoplasma. Tutte le classi dei principali costituenti si

trovano all’interno del citoplasma, come anche molti enzimi che intervengono nel metabolismo cellulare. Nella

matrice sono disperse anche diverse molecole proteiche, tra cui le proteine monomeriche che formano i vari

componenti strutturali del citoscheletro.

Il reticolo endoplasmatico insieme all’involucro nucleare, l’apparato di Golgi e i lisosomi formano il sistema

membranoso del citoplasma, poiché si tratta di un insieme di cavità definite da membrana che suddivide il

citoplasma in diversi compartimenti.

All’interno del citoplasma si trova un complesso sistema di vescicole che contengono materiale portato

all’interno della cellula mediante endocitosi. Inoltre nel citoplasma a livello dei ribosomi sono sintetizzate le

proteine.

Reticolo endoplasmatico = si divide in:

- Reticolo endoplasmatico rugoso: detto anche ergastoplasma,

che ha i ribosomi adesi sul lato citoplasmatico. Costituito da

sacchi appiattiti detti cisterne. La sua funzione principale

partecipare alla biosintesi di proteine destinate alla secrezione,

lisosomiali e di membrana, Queste proteine sono destinate a

diventare glicoproteine e contengono una sequenza segnale

che le indirizza al reticolo endoplasmatico. Le proteine destinate

a rimanere all’interno della cellula sono sintetizzate nel ribosomi 29/09/2018

libere, mentre in quelle destinate alla secrezione o alla

membrana, la parte iniziale formata sul ribosoma, si lega a

dei recettori presenti nel RER. Si forma un legame tra

polipeptide, ribosoma e la membrana del reticolo. Il

polipeptide costituito nel ribosoma entra all’interno delle

cisterne del RER attraversando la membrana e passando

attraverso un canale delineato da proteine. Questo

processo è detto traslocazione. La sequenza segnale

permane finché tutta la proteina non si trova all’interno

della cisterna, dove le proteine si accumulano. All’interno

del RER iniziano le modificazioni post - traduzionali, ossia

nella loro glicosilazione.

- Reticolo endoplasmatico liscio: senza ribosomi, formato da

tubuli e vescicole. La principale funzione del REL è il trasporto all’apparato di Golgi delle sostanze proteiche

sintetizzate nel RER. Le sue funzioni sono:

Partecipa alla biosintesi dei lipidi e del colesterolo

• Partecipa alla biosintesi degli ormoni steroidei

• Partecipa al metabolismo del glicogeno e altre attività metaboliche

• Partecipa alla detossificazione delle sostanze dannose

• Funge da accumulo di ioni calcio nelle cellule.

•

Molto sviluppato nelle cellule del fegato, nelle gonadi e ghiandole surrenali, fibre muscolari e cellule adipose.

Apparato di Golgi = Le proteine e i lipidi appena sintetizzati si spostano all’interno di vescicole di trasporto

rivestite da proteine che portano il materiale dal RE al complesso di Golgi. Le vescicole riconoscono la loro

membrana bersaglio e sono capaci di fondersi solo con questa. Questa capacità è importante perchè

permette l’organizzazione del flusso vescicolare tra i compartimenti membranosi della cellula.

L’apparato di Golgi è formato da una serie di cisterne appiattite, impilate e sovrapposte l’una all’altra. Si trova

solitamente vicino al nucleo. E’ diviso in tre compartimenti con tre funzioni ben distinte:

- Regione cis: vicina al nucleo e in comunicazione con il RE

- Regione intermedia

- Regione trans: cisterne

dall’aspetto discontinuo.

La posizione e l’estensione

del complesso di Golgi varia

a seconda del tipo di

cellula. Questo organello è

preposto al rilascio di

proteine di secrezione

all’esterno della cellula. Le

cellule nelle quali è

particolarmente sviluppato

sono quelle preposte alla

secrezione di proteine,

glicoproteine e proteoglicani. Es fibroplasti, condroplasti, cellule a secrezione mucosa.

Le sue funzioni sono:

Completamento delle modificazioni post- traduzionali della proteine iniziate nel RE come la glicosilazione o

• aggiunta di gruppi fosfato, solfato e acidi grassi

Sintesi di molecole polisaccaride (glucidi)

• Sintesi di lipidi e glicolipidi

• Smistamento delle molecole sintetizzate nel RE e al suo interno verso la loro destinazione finale

• Formazione delle vescicole destinate a diventare lisosomi

• Formazione di vescicole destinate al rilascio delle proteine al di fuori della cellula

•

La secrezione cellulare è un processo tipico di tutte le cellule che consiste nella produzione e trasporto

all’esterno della cellula di molecole.

Secrezione costitutiva = flusso continuo e non regolato di vescicole di trasporto dalla regione trans alla

membrana cellulare. Attraverso questo processo, proteine e polisaccaridi sono rilasciati all’esterno, mentre

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proteine di membrana e lipidi sono incorporati dalla membrana stessa. Queste vescicole “non rivestite da

clatrina” hanno un rivestimento formato da cotomeri a cui sono associate molecole di una proteina detta ARF

(fattore di adenosilazione del ribosio) che lega il GTP. Quando ARF idrolizza GTP, il rivestimento proteico della

vescicola si distacca. Questo processo avviene prima della fusione della stessa con la membrana. Queste

vescicole trasportano il materiale in maniera aspecifica, ossia senza riconoscere lipidi e proteine di membrana

o proteine solubili. Sono responsabili del continuo rinnovamento della membrana cellulare.

Secrezione regolata = le proteine si accumulano nella regione trans, in vescicole rivestite dalla proteina

clatrina e proteine associate ad essa dette adattine. Trasportano materiale che è stato riconosciuto poiché si

è legato a specifici recettori di membrana. Il materiale all’interno delle vescicole si condensa e forma i granuli di

secrezione. Queste migrano verso la membrana plasmatica e la loro parete si salda con essa. Nella zona di

fusione le membrana si rompono e la vescicola riversa il suo contenuto all’esterno senza interruzione del

plasmalemma.

L’internalizzazione di molecole tramite endocitosi avviene a livello di

piccole aree leggermente introflesse della membrana plasmatica

chiamate fossette rivestite. Presentano sul lato citoplasmatico del

materiale elettrodenso come clatrina e adattine. Le molecole si

accumulano nelle fossette che si invaginano per staccarsi dalla

membrana e formare delle vescicole. Da qui il materiale passa all’

endosoma. μm)

Lisosomi = è un vacuolo a forma rotondeggiante (diametro 0,3-0,8

che contiene un gran numero di enzimi litici o idrolasi acide che

intervengono nei processi digestivi cellulari. Più di 40 enzimi capaci di

degradare diverse molecole. Sono molto numerosi nei macrofagi e

granulociti, dove svolgono funzioni speciali nella fagocitosi. I lisosomi si

formano dall’incontro degli endosomi e vescicole provenienti dalla

regione trans del Golgi contenenti enzimi lisosomiali e proteine

lisosomiali di membrana. Le cellule capaci di compiere la fagocitosi sono

detti fagociti ed emettono pseudopodi e lamellopodi che avvolgono la

particella. Formano una vescicola detta fagosoma che spostandosi nel

citoplasma entra in contatto con uno o più lisosomi. Nella zona di

contatto si forma un’apertura che permette la comunicazione delle

vescicole e formazione di un unico vacuolo digestivo detto

fagolisosoma. μm.

Perossisomi = hanno forma ovoidale del diametro di 0,6-0,7 Sono delimitati da una membrana semplice e

contengono una matrice granulare che a volte di addensa formando una zona centrale chiamata nucleoide.

Si originano per divisione di perossisomi già esistenti a cui sono aggiunte componenti proteiche sintetizzate

dai ribosomi liberi. Le loro funzioni sono:

Produzione e degradazione del perossido di idrogeno

• Ossidazione degli acidi grassi.

•

L’enzima caratteristico è la catalasi che è implicata nella rimozione del perossido di idrogeno e dei metaboliti

tossici dell’ossigeno. 29/09/2018

Ribosomi = costituenti essenziali di tutti gli

esseri viventi. Responsabili delle proprietà

basofile del citoplasma a causa del loro

contenuto ribonucleico. Sono particelle

dense con diametro di 15-20 nm. Si dividono

in:

- Liberi: distribuiti nel citoplasma.

Producono proteine per la cellula.

- Associati: adesi alla superficie esterna

della membrana del RER. Producono

proteine per la secrezione.

Sono formati da due subunità e

aderiscono alla membrana del RER

mediante la subunità maggiore.

I poliribosomi o polisomi sono ribosomi associati alla stessa molecola di mRNA e sono considerati come i centri

delle sintesi proteiche cellulari. I ribosomi si originano dal nucleolo.

Sono numerosi nelle cellule preposte alla produzione di proteine. Es ghiandole salivari, plasmacellule, fibroplasti,

pancreas endocrino, neuroni.

Mitocondri = organelli bastoncellari presenti in tutte le cellule eucariotiche con un diametro compreso tra 0,5-1

μm μm.

e lunghezza di 1-6 Caratterizzati da un alto contenuto enzimatico capace di ossidare i prodotti

dell’assorbimento intestinale. La serie di reazioni chimiche che avviene all’interno dei mitocondri è detta

respirazione cellulare. L’energia liberata tramite questo processo viene usata dai sistemi enzimatici

mitocondriali per fosforilare l’adenosindifosfato (ADP)

in adenosintrifosfato (ATP) formando un legame ad

alto contenuto energetico tramite la fosforilazione

ossidativa. La cellula in seguito può rendere

disponibile l’energia accumulata nelle molecole di ATP

attraverso il processo inverso di degradazione dell’ATP

in ADP. Energia usata per svolgere le funzioni cellulari

come:

- Motilità e contrazione

- Biosintesi di sostanze cellulari

- Trasporto attivo

- Trasmissione degli impulsi

- Bioluminescenza

ATP sono le batterie della cellula, quando sono

“scariche” perchè si sono trasformate in ADP, sono “ricaricate” ossia

trasformate in ATP.

I mitocondri contengono un genoma formato da una molecola

circolare di DNA e sono semiautonomi in quanto sono in grado di

codificare e provvedere alla biosintesi di alcune delle proprie proteine

costitutive. Forma, distribuzione e numero dei mitocondri varia a

seconda della cellula e cambiano in base allo stato funzionale della

cellula. In media una cellula ne contiene 1000-2000.

Sono delimitati da due membrane concentriche:

- Membrana esterna: lineare

- Membrana