Citologia - Organelli cellulari e funzioni

RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO (REL)

• Dimensioni: 50-100nm. Non visibile al microscopio ottico, ma rilevabile tramite metodi immunocitochimici
• Costituito da un sistema di tubuli di membrana intercomunicanti
• Membrana sottile con due versanti: luminale e citosolico
• Comunica con il reticolo endoplasmatico rugoso (REG)
• Dai tubuli si formano vescicole contenenti lipidi da inviare al Golgi
• Possiede enzimi sul versante citosolico

Funzioni del reticolo endoplasmatico liscio

• Sintesi di lipidi semplici (trigliceridi) e complessi (fosfolipidi, glicolipidi, colesterolo)
• Conversione di steroidi in colesterolo e viceversa
• Produzione di ormoni steroidei (in collaborazione con i mitocondri)
• Partecipazione al metabolismo del glicogeno (demolizione in glucosio e sintesi da glucosio)
• Detossificazione (nel fegato)
• Assorbimento di ioni Ca2+ per la contrazione muscolare (nel reticolo sarcoplasmatico dei muscoli striati)

GOLGI

• Visibile al microscopio elettronico a trasmissione (TEM)
• Costituito da strutture membranose tubulari e vescicolari anastomizzate
• Tutte le strutture sono delimitate da una membrana con doppio strato lipidico e proteine sul versante interno
• Lo spessore della membrana è di 6-8nm

Cisterne appiattite, ricurve e impilate parallele (3-30 per complesso, + complesso formano apparato)+ vescicole di trasporto + granuli di secrezione•

3 compartimenti: cis, mediano, trans. Faccia concava, distale, in maturazione (trans) / facciaconvessa, prossimale, in formazione (cis).•

Ogni compartimento ha proprio corredo enzimatico e svolge una fase specifica dell'elaborazione delleglicoproteine. In rapporto tra loro tramite vescicole laterali.•

Polarità morfofunzionale.•

Flusso di proteine, dentro vescicole di trasporto: REG -> compartimento cis -> mediano -> trans.Flusso anterogrado.•

Flusso retrogrado trans-> cis per mantenimento della composizione enzimatica.•

Vescicole di trasporto formano cisterne cis Golgi -> spinte verso versante trans dalle nuove cisterne ->si dissolvono, formano: vescicole idrolasiche, granuli di secrezione, vescicole per ricambiocomponenti del plasmalemma.•

Vacuoli diretti alla membrana

plasmatica (sostituzione costituenti) / formanti vescicole idrolasiche(coperti da clatrina e marcate) / granuli di secrezione (vanno a membrana, poi esportati consecrezione o esocitosi)

• Composizione chimica: 35% lipidi, 65% proteine, alcuni carboidrati.
• + sviluppato in cellule endocrine, connettivo, cartilagine, tessuto nervoso. Molo meno nei muscoli.

Funzioni

• Fosforilazione [cis]
• Fine della glicosilazione [mediano]
• Proteolisi, solfatazione e aggiunta/ridistribuzione di zuccheri [trans]

LISOSOMI

• In tutte le cellule tranne globuli rossi
• Vacuolo con 50 enzimi litici/idrolasi acide: si attivano solo a Ph=5
• Funzione: digestione materiale (eterofagia + autofagia)
• Formazione: vescicole idrolasiche (formate nel Golgi) gemmano dal Golgi, rivestite da clatrina, econtengono enzimi inattivi -> si fondono con endosomi tardivi (che ingloba sostanze da demolire) -> siattaccano vescicole contenenti pompe protoniche, che abbassano Ph ->

• Fagolisosoma (fagosoma + lisosoma): digestione batterio
• Autofagolisosoma (fagosoma + lisosoma + mitocondrio vecchio): digestione mitocondrio stesso.
• Enzimi litici possono essere riversati fuori da cellula: es. osteoclasti, impianto blastocisti, condroclasti

• In tutte le cellule
• Funzione: detossicazione (aldeidi, alcol) + accorciamento acidi grassi a lunga catena + sintesi fosfolipidi e trigliceridi + ossidazione catena laterale del colesterolo + ossidazione amminoacidi e acido urico
• Enzimi perossidasi/ossidasi + catalasi

• In procarioti ed eucarioti
• Funzione: sintesi proteica
• Amminoacidi si legano: catene proteiche
• In gruppi = poliribosomi, legati da mRNA, fino a 30
• No membrana
• No microscopio ottico (20-30 nm)
• Costituiti da RNA -> basofilia del

citoplasma

• Tondeggianti, 2 subunità (ultracentrifugazione)
• 3 conformazioni: rosetta, spirale, elica
• Procarioti: 70S (50S + 30S) / Eucarioti: 80 (60S + 40S)
• Composizione: 67% RNA, 33% proteine (procarioti) / 50% e 50% (eucarioti)
• Subunità Maggiore: 3 molecole di RNA + 45 proteine L (large)
• Subunità Minore: 1 molecola di RNA + 30 proteine S (small)
• Proteine funzionali (legame con mRNA o amminoacidi) e strutturali
• Formazione: subunità minore si associa a tRNA e mRNA = complesso iniziatore -> si associa subunità maggiore -> traduzione mRNA in catena polipeptidica -> finita trascrizione (codone di stop) si staccada mRNA e subunità si dissociano = smette di funzionare
• Ribosomi liberi -> proteine proprie della cellula (strutturali, del citoscheletro, enzimi per glicolisi, permitocondri…)
• Ribosomi legati al REG -> proteine esportate, proteine integrali di membrana e glicocalice

• enzimilisosomialiMITOCONDRI
• Funzione: produzione ATP (+ sintesi ormoni steroidei, glucogenesi, regolazione apoptosi)
• Origine endosimbiontica o autogena
• Ovalari, dimensioni variabili, possono spostarsi nel citoplasma
• Identificano con colorante che si colora ossidandosi
• Possono avere distribuzione precisa: es. spermatozoi, muscolatura striata
• 2 membrane concentriche: esterna liscia; interna irregolare con introflessioni (creste mitocondriali)
• Mitocondri nelle cellule secernenti ormoni steroidei (Leydig, corticale del surrene, ovaio) hannocreste tubulari
• Creste mitocondriali (perpendicolari ad asse maggiore) suddividono cavità in spazi intercomunicanti
• Cavità interna contiene matrice mitocondriale, gel contenente complessi proteici: enzimi respiratori,ATP sintetasi. Anche deposito di ioni Ca+.
• Reazioni hanno sedi specifiche
• Membrana esterna: 45% lipidi (fosfolipidi) + 55% proteine.
• Membrana interna:

1. 20-25% lipidi + 75-80% proteine. Composizione simile a membrana plasmatica dei batteri. No colesterolo -> deformabilità (creste). Contiene enzimi respiratori e per fosforilazione ossidativa. Sulla superficie interna delle creste ci sono proteine F1; proteine F0 inserite nella membrana.
2. Camera mitocondriale esterna: enzimi per trasporto e materiale in transito
3. Camera mitocondriale interna: composizione variabile. Enzimi per ciclo di Krebs, genoma mitocondriale.
4. Ha DNA mitocondriale (simil-batterico) ma dipende da genoma del nucleo. Duplicano per scissione.

Respirazione cellulare

1. Fase premitocondriale = glicolisi. Nel citosol, anaerobia.
2. Fase mitocondriale = ciclo di Krebs + catena respiratoria. Aerobia.
3. Catena respiratoria: elettroni (derivano da ossidazione di acetil-CoA) trasportati da enzimi respiratori situati su membrana interna -> rilasciano gradualmente energia -> usata per pompare protoni nella camera esterna (si crea gradiente

(elettrochimico) -> protoni passano attraverso ATP sintetasi per tornare nella camera interna -> producono energia per sintesi ATP. Elettroni si combinano con O2 e protoni e formano acqua.

Respirazione cellulare -> 36 ATP

Catena respiratoria è bloccata da cianuro e COCITOSCHELETRO

Funzione: movimento endocellulare + mantenimento forma e sostegno cellula

Microfilamenti / filamenti intermedi / microtubuli

Visibili con TEM, immunofluorescenza

Microfilamenti (5nm)

Ubiquitari.

Proteine globulari: G-actina polarizzata -> F-actina, due file di monomeri avvolti a doppia elica.

In equilibrio dinamico: estremità + si allunga (attira monomeri di actina), estremità - si accorcia

Disposti all'interno della membrana plasmatica. Combinati a proteine ancillari (filamina, gelsolina) che rendono citoplasma più o meno fluido.

Actina anche nei microvilli e nelle fibre muscolari

Filamenti intermedi

• (10nm)
• Proteine fibrose lineari associate. Resistenti a trazione.
• Funzione: sostengono cellula e mantengono posizione nucleo
• Struttura comune: configurazione alfa-elica. Tipo di filamento intermedio diverso per citotipo, inoltre ciascun filamento ha diverse forme a seconda degli amminoacidi che contiene.
• 5 tipi di filamenti: citocheratine (ep. di rivestimento), vimentina (connettivo e cartilagine), desmina (muscoli e cellule glia), neurofilamenti (neuroni), lamine nucleari (involucro nucleare).
• Durante mitosi filamenti si avvolgono a gomitolo e si dividono tra cellule figlie

• Microtubuli (25nm)
• Proteine globulari. Composizione costante (30°C). Polimerizzazione: 13 protofilamenti formano tubocavo -> interno tubuline alfa e beta.
• Protofilamento = insieme di eterodimeri (1 tubulina alfa + 1 beta, testa-coda)
• Labili: estremità + e - con comportamenti opposti -> equilibrio dinamico. Formano parte del citoscheletro e il fuso

mitotico (sostanze antimitotiche impediscono creazione fuso).• Spesso associati a proteine MAP: stabilizzanti (es. TAU) / motore microtubulare -> trasporto sostanze,vescicole e organelli lungo microtubuli (es cinesina, dineina)• Stabili: formano strutture stabili -> centrioli, ciglia e flagello.

Centrioli• 2 per cellula, perpendicolari. Nel centrosoma, vicino al Golgi.• Formano fuso mitotico• 9 triplette di microtubuli ordinati, legati da linee dense. Ogni tripletta ha microtubuli A, B, C (di 13protofilamenti ciascuno). Al centro 1 coppia forma struttura circolare, legata da bracci radiali almicrotubulo A di ogni tripletta.• Pareti hanno satelliti pericentriolari: punto in cui parte il fuso

Ciglia e flagello• Appendici mobili coperte da membrana cellulare.• Ciglia battono 500-1200 volte al minuto. Movimento contemporaneo o sfasato, creando corrente diliquido.• Colpo attivo ATP dipendente, ritorno passivo.• Alla base c'è

corpuscolo basale (simile a centriolo).• Flagelli hanno stessa struttura 9+2 ma lunghezza maggiore + guaina fibrosa densa e guainamitocondriale.

NUCLEO• Tutte le cellule (no globuli rossi e strato corneo)• Rapporto nucleo/citoplasma costante in ogni citotipo• Cellule polinucleate: megacariociti, oscteoclasti, alcune muscolari• Involucro nucleare (50nm): cisterna del REG modificata con ribosomi solo sul versante citoplasmatico-> avvolge nucleoplasma, con dentro nucleolo. Lamine nucleari sotto involucro. Ha pori nucleari perscambio molecolare bilaterale.• Poro nucleare: complesso del poro -> 100 nucleoporine (diverse) formano 3 anelli con 8 subunitàproteiche a simmetria ottagonale. Non c'è cromatina.• Versante citoplasmatico -> anello citoplasmatico. Sporgono componenti fibrillari verso citosol:ric