Citologia - Parte I

CAM

(proteine integrali di membrana che utilizzano ioni calcio)

CADERINE

• Cellula-matrice extracellulare (indiretta=adesione glicocalice-matrice): (qualunque

Integrina

glicoproteina transmembrana), specifica, proteoglicani. Proteine specifiche:

proteina

Fibronectina = c. del connettivo (fibroblasti)

Osteonectina= c. del tessuto osseo (osteoblasti)

Laminina = c. epiteliali

Condronectina = c. del tessuto cartilagineo (condroblasti)

Glicoforina = globuli rossi (quando un’emazia vecchia deve essere eliminata la glicoforina apre il

canale per il riconoscimento al fegato che poi la elimina)

Fornisce siti di ancoraggio sia per i filamenti citoscheletrici che per i componenti della matrice

6. extracellulare

Proprietà antigeniche: responsabile riconoscimento del sé e del non sé (glicocalice)

7.

COSTITUENTI DI MEMBRANA (lipidi e proteine 1:1 + pochi carb)

• Lipidi: presentano accanto alla componente apolare idrofobica anche residui idrofilici, sono quindi

molecole anfipatiche (avendo testa polare idrofila e code apolari idrofobe), che in soluzione acquosa

tendono a formare un doppio strato, con le teste rivolte verso l’esterno e le code verso l’interno del

doppio strato (esperimento di Gorten e Grender). La distribuzione dei lipidi di membrana nei due strati è

diseguale e quindi asimmetrica.

Composizione lipidica:

Fosfolipidi

Sfingolipidi

Glicolipidi (sono caratterizzati da corte catene di oligosaccaridi che si legano alla porzione idrofila dei

lipidi sporgendo verso il lato extracellulare)

Colesterolo

Lo spessore della membrana è dovuto alla componente degli acidi grassi, in base al grado di saturazione

(+ saturo + spesso). La fluidità della membrana dipende dalla sua composizione (+ legami insaturi +

fluida) e dalla temperatura. Il colesterolo regola la fluidità aumentandola a basse T (impedisce

impacchettamento code) e diminuendola ad alte T (intercalandosi tra le code).

• Proteine: Spesso le proteine di membrana sono disposte a formare dei complessi di grandi dimensioni

necessari per tradurre i messaggi extracellulari in segnali intracellulari. Vengono classificate come:

Proteine esterne (estrinseche) legate alla testa idrofila dei lipidi

Proteine interne (intrinseche) si inseriscono nel doppio strato. Se attraversano completamente il doppio

strato lipidico e vengono definite anche transmembrana: se prendono contatto con un unico

proteine

foglietto si chiamano monotopiche; se prendono contatto con entrambi i foglietti, prendono il nome di

bitopiche (monopasso, attraversa 1 volta lo strato fosfolipidico), il segmento intramembrana è ad alpha

elica; se attraversano il doppio strato fosfolipidico più volte vengono chiamate politotiche (multipasso).

Possono svolgere ruoli importanti per la vita di relazione della cellula, funzionando come recettori,

superficie, e (Cam, caderine,

antigeni di proteine di trasporto o proteine canale adesione cellulare

integrine). Come sono disposte le proteine (Modelli membrana):

di

• Modello di Dawson-Danielli: Sandwich (bilayer lipidico con sulle teste idrofile

proteine filamentose

con presenza di canali polari rivestiti da proteine per il passaggio passivo di sost. idrosolubili)

• Modello a mosaico fluido: sviluppato negli anni ‘70 da Singer e Nicholson, afferma che le proteine di

membrana sono globulari, localizzate in zone circoscritte del bilayer fosfolipidico associate o

proteine

alle teste polari o più o meno ancorate alle code idrofobe. MOSAICO: le proteine sono disposte in

maniera discontinua e disomogenea (esperimento di freeze-etching). FLUIDO: i fosfolipidi sono mobili,

e anche le proteine (fluidità è modulata dal colesterolo).

• Movimento lipidi (rotazione intorno ai legami semplici C-C, rotazione lungo l’asse longitudinale, a

flip-flop rotazione lungo l’asse trasversale, diffusione ai lati, movimenti collettivi)

• Movimento proteine (esperimento eterocarion, diffusione laterale e regolata dal citoscheletro)

• Carboidrati: sono presenti in quantità limitata (3-8%) sul lato extracitoplasmatico. Sono in genere

costituiti da oligosaccaridi che si legano alle proteine, formano glicoproteine, oppure legati a lipidi,

formando glicolipidi

nella parte esterna della membrana e vanno a costituire il cosiddetto rivestimento cellulare, il glicocalice.

(o manicotto superficiale): attaccato alla membrana cellulare dalla parte esterna.

Glicocalice attaccato

attaccato: svincolato dalla membrana esterna.

Glicocalice non

Funzioni:

1. Protettiva: fornisce una protezione fisica di natura meccanica da urti (osteociti) e protezione da agenti

chimici (filtro).

2. Ha una specifica funzione nel riconoscimento e adesione: per la presenza di (glicoconiugati),

recettori

glicoproteine responsabili dell’adesione al substrato, di superficie (gruppi sanguigni) ed alcune

antigenti

volte sono presenti le lectine che legandosi a zuccheri specifici mediano l’adesione temporanea cellula-

cellula.

È possibile riscontrare anche delle catene polisaccaridiche, i glicosamminoglicani (GAG), secreti dalla

cellula si legano a proteine per formare i proteoglicani di membrana.

MECCANISMI DI TRASPORTO

Diffusione Semplice: Movimento di sostanza da una concentrazione più alta ad una più bassa, tendendo ad

eguagliare le concentrazioni in modo da rendere simili due ambienti diversi. Solo le sostanze solubili nei

lipidi (quindi le sostanze idrofobe), e le piccole molecole non polari possono diffondere velocemente

attraverso la membrana. Piccole molecole polari, prive di carica possono passare lentamente. Avviene senza

dispendio di energia.

Diffusione Facilitata (o Trasporto Passivo): grazie alle (p. transmembrana). Avviene senza

proteine canale

dispendio di E.

Le prime formano pori idrofilici e canali ionici. Sono molto selettive, l’apertura del canale avviene a controllo

di: voltaggio o ligando.

A controllo di voltaggio: avviene in seguito all’arrivo di un’onda di depolarizzazione di membrana, come la

conduzione durante un impulso nervoso.

A controllo di ligando: in seguito alla formazione di un legame tra proteina del canale con una molecola

segnale (ligando), quale ad esempio un ormone o un neurotrasmettitore.

Trasporto Passivo mediato: Stesso principio del trasporto passivo con l’unica differenza che il trasporto è

mediato da una proteina chiamata (proteina transmembrana trasportatrice o permeasi). Si legano in

carrier

maniera specifica alle sostanze da trasportare e vanno incontro a cambiamenti conformazionali per

trasferire la sostanza legata dall’altra parte della membrana.

Questo tipo di trasporto è sensibile all’inibizione competitiva.

Trasporto Attivo: Avviene contro un gradiente di concentrazione, il trasporto è mediato da una proteina

trasportatrice, è unidirezionale e richiede energia. Le proteine che generalmente compiono un trasporto

+ + +

attivo vengono chiamate (Na -K ATPasi, elettrogenica; Ca ATPasi). Come conseguenza all’attività di

pompe + 2+ -

queste proteine si determina una concentrazione di ioni diversa tra ambiente esterno (Na , Ca , Cl ) ed

+

ambiente interno (K e molti anioni). Ioni positivi quindi in lieve eccesso all’esterno e prevalenza di negativi

all’interno. La differenza di cariche genera il (polo + all’esterno e polo - all’interno).

potenziale di membrana

Modelli del meccanismo: porta girevole, modificazione del carrier e poro oscillante (meno dispendio di

energia). Inoltre, si può distinguere un trasporto attivo:

Primario: utilizza direttamente una fonte di energia

1. Secondario: utilizza l’energia elettrochimica originata da un gradiente (es.: quello prodotto dalla pompa

2. + +

Na -K ATPasi) per trasportare in simporto un’altra sostanza, contro un gradiente di concentrazione

se la proteina trasportatrice media il trasporto di un unico tipo di sostanza attraverso la

→

Uniporto

membrana in un’unica direzione

se sono in grado di trasferire simultaneamente, od in sequenza, due diverse

→

Trasportatori accoppiati

sostanze se la proteina trasportatrice è in grado di trasferire simultaneamente, od in sequenza, due

→

Simporto

diverse sostanze nella stessa direzione

se la proteina trasportatrice è in grado di trasferire simultaneamente, od in sequenza, due

→

Antiporto

diverse sostanze con direzione opposta. Questo tipo di trasporto è sensibile all’inibizione competitiva.

Inibitori: sostanze che possono legarsi a degli enzimi o a dei recettori determinando delle modifiche.

Modifica irreversibile: una volta che si sono legati distruggono il substrato

1. Competitivo: l’inibitore ha un sito perfettamente identico al sito recettoriale, l’inibitore stabilisce un

2. legame con il sub-strato che smette di funzionare, ma non lo degrada

Non competitivo: l’inibitore si lega a un altro sito presente sul substrato, non lo degrada

3.

ENDOCITOSI processo mediante il quale la cellula assume materiali, trasportandoli dall’esterno verso

l’interno, mediante vescicole che si formano per il ripiegamento interno (invaginazione) della membrana

plasmatica. Viene bilanciata dall’esocitosi (la superficie della membrana si mantiene costante). Può essere

distinta in tre forme:

FAGOCITOSI (vescicole grandi)

1. }

PINOCITOSI

2. (vescicole molto piccole)

ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE

3.

Fagocitosi Processo svolto dai fagociti (es. macrofagi). Con la fagocitosi sono rimossi sia i microrganismi

(provenienti da focolai di infiammazione, da lesioni tissutali o da ferite). La

patogeni sia i detriti cellulari

cellula crea delle propagini (estroflessioni della membrana) con cui circonda ciò che deve demolire che

presenta sulla sua membrana delle proteine che vengono riconosciute punto per punto dal macrofago. Il

materiale ingerito viene racchiuso in un grosso vacuolo, chiamato fagosoma, che si fonde con un lisosoma,

formando un fagolisosoma, al cui interno si realizza la digestione del materiale ingerito. Può essere:

Specifica: necessario riconoscimento (diretto e indiretto)

Aspecifica: senza un preventivo riconoscimento da parte del fagocita

Pinocitosi costitutiva Processo attraverso il quale la cellula internalizza, in modo aspecifico, molecole in

(es.: assunzione di albumina). La membrana plasmatica subisce prima

soluzione e gocce d’acqua

un’invaginazione che porta all’avvicinamento dei due margini della membrana e, dopo la fusione, alla

formazione della vescicola di endocitosi (endosoma), destinata a fondersi con un lisosoma. Si divide in

macropinocitosi e micropinocitosi.

Endocitosi mediata da recettori In questo processo la membrana non si estroflette ma si affossa verso

l’interno. Con questo meccanismo la cellula è in grado di (mediante recettori proteici o

riconosc