Citologia - la cellula eucariote

Processi di esocitosi

1) COSTITUTIVA: avviene in tutte le cellule e permette il rinnovo della membrana. È un processo continuo che avviene tramite vescicole ricoperte da COP senza stimolazione da parte di segnali.

2) REGOLATA: avviene solo in cellule che presentano determinate molecole che devono essere esocitate all'arrivo di uno stimolo esterno mediante granuli di secrezione. È un processo Ca-dipendente, ovvero avviene solo aumentando la concentrazione di calcio introcitoplasmatico.

TOLL-LIKE RECEPTOR (TLR): recettori presenti sulla membrana dei fagociti per il riconoscimento del patogeno. Una volta riconosciuto, il fagocita forma delle estroflessioni (pseudopodi) attorno ad esso, e li racchiude formando una vescicola molto grande (fagosoma). Quest'ultima si unirà ai lisosomi formando un fago-lisosoma in cui verrà degradato il patogeno mediante gli enzimi digestivi.

Il sistema membranoso interno (S.M.I.)

È un sistema costituito da tubuli, cisterne...

E vescicole, rivestite da cito-membrane simili alla composizione della m. plasmatica.

I suoi componenti sono:

1. RETICOLO ENDOPLASMATICO (R.E.)

   R.E. RUGOSO=è costituito da cisterne (sacchi appiattiti) in connessione tra loro e in continuità con le membrane dell’involucro nucleare. Presenta polisomi, adesi alla sua superficie, volti alla sintesi di:

   • Proteine che devono essere secrete→
   • Proteine utili alla cellula strutturali (della m. plasmatica, glicocalice, prot. Residenti nel R.E. e nell’app. di Golgi)→
   • Enzimatiche (lisosomiali: agiscono nel R.E. e nell’app. di Golgi; es. regolatori post-traduzionali)

   Funzioni:

   • Decide l’ORIENTAMENTO DELLE PROTEINEÈ determinato in base al gruppo funzionale della proteina che si trova nel citoplasma e nel lume del R.E.. Riguarda le proteine transmembranarie che possono essere di diverse tipologie:
   • Es. recettore per l’insulina
   • La pepsidasi
   • Gli AA idrofobici
   • Il ribosoma si allontana→citoplasma-COO

taglia la LS disposti a catena (e continuando la sintesi→2+TIPO I NH lume del R.E.R. (leader simili alla LS) bloccano proteica nel citoplasma(spazio extra-citoplasmatico) sequence) la prot. di membrana (gruppo carbossilico nelcit.)Hanno la LS più interna con il gruppo amminico terminale.Si forma un LOOP (processo La sintesi proteica procede con→-COO lume del R.E.R. complesso ripetuto) con formazione del gruppo→2+TIPO II NH citoplasma gruppo amminico verso il carbossilico nel lume del R.E.R.citoplasma Es. trasportatore del glucosio→entrambi-COO Si forma Si ha una proteina multipasso che passa più volte nel→entrambi2+TIPO III NH un LOOP citoplasma e nel lume del R.E.R. indipendentementedall’estremitàPROTEINE GPI-LINKED=sintetizzate come le prot. di TIPO I sono legate alla membrana del R.E.R.mediante un legame covalente con il GPI (glicosilfosfatidinositolo). Una volta nel lume, questeproteine subiscono il taglio della LS da parte delle

endoproteasi e vengono trasferite (le prot. senzaLS) su molecole GPI preformate.

DEGRADAZIONE INTRACELLULARE DELLE PROTEINE→Nei lisosomi=mediante pH acido ed enzimi litici.→Nel citosol=a livello dei proteasomi (strutture cilindriche il cui lume presenta delle proteasi=siottengono peptidi che vengono portati al R.E.R. da specifici trasportatori). Vengono degradate prot.endogene invecchiate o danneggiate. Queste si legano con la LISINA e l’UBIQUITINA (peptide di 76AA) per essere riconosciute dal proteasoma→UBIQUITIZZAZIONE.

BIOLOGIA II (citologia-istologia)- Interviene nelle MODIFICAZIONE CO-TRADUZIONALIGLICOSILAZIONE=inizia nel R.E.R. e termina nell’app. di Golgi (dove diventa un processo post-traduzionale). Nella membrana del R.E.R. sono presenti 14 zuccheri:2 N-acetilglucosammina9 residui di mannosio sono preformate e attaccate alla m. dal lipide: DOLICOLO3 residui di glucosioQuesti sono uniti tra loro a formare un oligosaccaride destinato alla formazione

di proteina altamente glicosilate. Esso coinvolge nel legame con la proteina l'azoto (dell'N-acetilglucosammina) → detto N-linked. La proteina nascente, per poter unirsi a questo oligosaccaride, deve presentare IN QUESTA SPECIFICA SEQUENZA:--- ASPARAGINA o LISINA --- (AA qualsiasi) --- SERINA o TREONINA--- Se presente, la catena di zuccheri vi verrà trasferita in blocco dalla glicosil-transferasi.2+N.B.= l'asparagina e la lisina presentano il gruppo -NH. Dopo il trasferimento la catena zuccherina viene rielaborata → perde 3 glucosio e 1 mannosio. La proteina glicosilata è poi trasferita all'apparato di Golgi.

- MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI

1. Folding (formazione di appropriati ripiegamenti)
2. Formazione di ponti disolfuro
3. Assemblaggio in proteine multimeriche
4. Tagli proteolitici specifici
5. (aggiunta e processazione dei carboidrati → app. di Golgi)

R.E. LISCIO = NON presenta ribosomi. Le sue funzioni sono:

• SINTESI LIPIDICA (fosfolipidi,

steroidi-ormoni-, colesterolo)- DETOSSIFICAZIONE (es.gli epatociti rendono idrosolubili sostanze liposolubili grazie ai citocromi)2+- REGOLAZIONE della CONCENTRAZIONE di Ca- METABOLISMO del GLICOGENO (glicogenolisi)2) APPARATO di GOLGIÈ il secondo componente del S.M.I. ed è costituito da:

• Cisterne appiattite impilate l’una sull’altra
• Micro-vescicole (o vescicole di trasporto)
• Macro-vescicole (o vescicole di secrezione)

È suddiviso in compartimenti:

1. FACCIA PROSSIMALE / CIS (rivolta verso l’involucro nucleare e a contatto col gli elementi di→transizione del R.E.. Rappresenta la porta di entrata micro-vescicole)
2. FACCIA INTERMEDIA /MEDIALE →
3. FACCIA DISTALE / TRANS (orientata verso la periferia della cellula. Rappresenta la porta di uscitamacro-vescicole)

Ogni cisterna presenta enzimi diversi per la processazione di proteine e lipidi che giungono dal R.E.Le facce CIS / TRANS si distendono in un reticolo tubulare detto: CIS / TRANS

GOLGI NETWORK (oppure:CGN/TGN).

BIOLOGIA II (citologia-istologia)

Proteine e lipidi arrivano al CIS-golgi mediante piccole vescicole (ricoperte da COP II) che si staccano dagli elementi transizionali del R.E.. Altre vescicole veicolano i materiali verso le cisterne mediali e del TRANS-golgi. Nel TRANS-golgi subiranno modificazioni passando da una cisterna all’altra e venendo poi smistati e confezionati in vescicole ricoperte da clatrina (intervengono con essa le adattine di tipo 1) o COP I. Queste vescicole trasportano in maniera costitutiva le nuove molecole, lipidi o proteine, alla membrana plasmatica/matrice extracellulare.

Le funzioni dell’apparato di Golgi sono:

• O-LINKED- GLICOSILAZIONE = Interessa AA con -OH terminale (TREONINA/SERINA). Aggiunge uno zucchero alla volta, fino a un massimo di 4 (possono essere aggiunti: galattosio, acido sialico o entrambi). Il primo zucchero è: N-ACETILGALATTOSAMMINA. È POST-TRADUZIONALE. Avviene SU proteine derivanti dal R.E.R.
e NONglicosilate con N-acetilglucosammina.
N-LINKED = modifica proteine glicosilate da N-acetilglucosammina (del R.E.R.).
A seconda della loro conformazione, porteranno alla formazione di:
- Oligosaccaridi ad alto contenuto di mannosio (hight-mannose):
    ▪ Non si aggiungono zuccheriMANNOSI PERSI: ▪ Sono modificazioni minime (tolti pochi z.)- 3 nel CIS Golgi ▪- 2 nel G. mediale Diverranno proteine enzimatiche con funzione idrolitica nei+ 3 N-acetilglucosammina=G. mediale lisosomi
- Oligosaccaridi complessi (complex):
    ▪ Perdono 5 mannosio = gli z. rimanenti (2 N-acetil. e 3 mannosio)prendono il nome di REGIONE CORE+ galattosio ▪ Alla regione core si aggiungono 3 N-acetilglucosammina,TRANS Golgi+ acido sialico galattosio e, a volte, acido sialico (per le p. di membrana).
Questa nuova catena glucidica prende il nome di REGIONETERMINALE.
→- SMISTAMENTO DELLE GLICOPROTEINE Sono destitane ai lisosomi.
Nel CIS-Golgi l’enzima lisosomialeN-ACETILGLUCOSAMMINA (GIcNac)-FOSFOTRASFERASI (presenta due siti: uno per le zone segnale di riconoscimento, l'altro lega l'acetilglucosammina con 2 gruppi fosfato: UDPGIcANc) aggiunge alla proteina un gruppo fosfato al mannosio 6. La proteina arriva poi al TRANS-Golgi dove si lega al suo recettore → si forma una vescicola rivestita da adattine di tipo I e clatrina. Grazie alle proteine RAB e SNARE le proteine lisosomiali saranno trasportate all'endosoma tardivo = gli enzimi si staccano dal recettore e si stacca il gruppo fosfato → si forma il lisosoma. Le proteine più glicosilate formate in questo organello sono: PROTEOGLICANI (95% di zuccheri = nella matrice extracellulare e sulla membrana p.) GLICOPROTEINE (1-60% di zuccheri) 11 BIOLOGIA II (citologia-istologia) N.B. = gli zuccheri sono SEMPRE diretti verso lo spazio EXTRACELLULARE. → Glicolipidi - SINTESI DI GLICOLIPIDI e SFINGOMIELINA = CERAMIDE + zuccheri; Sono importanti nei gruppi sanguigni: la differenza di un

solozucchero determina un gruppo differente ed è in grado discatenare una reazione immunitaria. Gli zuccheri sono aggiunti dalla glicosiltransferasi (altamente specifica per lo z. da attaccare e il substrato a cui aggiungerlo).

Sfingomielina = CERAMIDE + fosforilcolina

3) LISOSOMI → sono l’ultimo componente del S.M.I. vescicole contenenti ENZIMI IDROLITICI (se ne conoscono più di 40) detti: IDROLASI ACIDE (attive solo a pH acido=dentro questi organelli si ha pH 4,5/5).

Il basso valore di pH è dato dalla presenza di una pompa protonica (è una proteina di trasporto che incorpora + ioni H ) che funziona contro gradiente con consumo di ATP.

I lisosomi possono degradare materiale derivante da:

• Endocitosi (mediata da recettori)
• Fagocitosi
• Autofagia (degradazione di organelli per necessità di spazio e mancanza di strutture o per non utilità / danno)

LISOSOMI SECRETORI=contengono, in più rispetto ai classici lisosomi, molecole aggiuntive

che saranno esocitate all'arrivo di uno stimolo esterno (per lo più cellule ematopoietiche. Piastrine, eosinofili, spermatozoi...). Hanno funzione lisosomiale e di granuli secretori. Svolgono un'esoritosi regolata e Ca2+-dipendente. Ogni tappa di questo processo è regolata da proteine RAB (RAB27A = se mutata causa la sindrome di Grisceli), SNARE (LYST = se mutata causa la CHS) e adattine di tipo III (se alterate causano la HPS di tipo II). CELLULE DEL SISTEMA IMMUNITARIO E LISOSOMI Linfociti T citotossici e NK contengono all'interno dei loro lisosomi: - PERFORINE = in presenza di ioni Ca2+ formano buchi nella membrana plasmatica della