Citoscheletro, matrice cellulare e adesione cellulare

CITOSCHELETRO

FILAMENTI DI ACTINA

• Si trovano un po' ovunque nel citoplasma, in particolare però hanno una distribuzione radiale e periferica. Si trovano anche nei nodi: avanzamento delle cellule con motilità (es. cellule che strisciano), formando l'anello contrattile e nella mitosi consente la separazione delle due figlie e formano i villi di molte cellule (es. intestino).

Un filamento di actina è ottenuto per polimerizzazione a partire dall'estremità più in alcune circostanze la cellula controlla la polimerizzazione di actina e la sua depolimerizzazione (es cellule che strisciano). Filamenti di actina che si stanno formando sono pensati da monomeri / dimeri di actina liberi → equilibrio

• Ci sono tante proteine che legano l'actina:
  • Profilina → lega l'actina monomerica
  • Formine Arp → promuovono la polimerizzazione dell'actina
  • Miosina → associandosi all'actina genera movimento

• L'actina si trova anche nel cortex cellulare → sostegno cellulare, movimento cellulare, resistenza meccanica.

La cellula per muoversi deve aderire ad un substrato con cui i lamellipodi e il cortex a riposo. È proprio il cortex a garantire l'avanzamento della cellula sul substrato (es. come il bruco che striscia). Nei pressi del fronte di avanzamento i filamenti di actina hanno una struttura ramificata, anche grazie all'azione di altre proteine (es. Arp, Formine).

Miosine = proteine motorie che si legano all'actina, hanno una testa globulare che interagisce con filamenti di actina e ne determina il movimento

Sarcomero = unità contrattile racchiusa da due linee Z, comprende filamenti di actina

CITOSCHELETRO

FILAMENTI DI ACTINA

Si trovano un po' ovunque nel citoplasma, in particolare però hanno una distribuzione radiale e periferica. Si trovano anche nei nodi che consentono l'avanzamento delle cellule con motilità (es. cellule che strisciano), formando l'anello contrattile che nella mitosi consente la separazione delle due cellule figlie e formano i villi di molte cellule (es. intestino).

Un filamento di actina è ottenuto per polimerizzazione a partire dall'estremità più in alcune circostanze la cellula controlla la polimerizzazione di actina e la sua depolarizzazione (es. cellula che striscia). I filamenti di actina che si stanno formando sono pensati da monomeri/dimeri di actina liberi → equilibrio.

Esistono tante proteine che legano l'actina:

• Profillina → Lega l'actina monomerica
• Formine Arp → Promuovono la polimerizzazione dell'actina
• Miosina → Associandosi all'actina genera movimento

L'actina si trova anche nel cortex cellulare →

• Sostegno cellulare
• Movimento cellulare
• Resistenza meccanica

La cellula per muoversi deve aderire ad un substrato con gli lamellipodi e il cortex a riposo. È proprio il cortex a garantire l'avanzamento della cellula sul substrato (es. come il bruco che striscia) nei pressi del fornte di avanzamento i filamenti di actina hanno una struttura ramificata, anche grazie all'azione di altre proteine (es. Arp, Formine).

Miosine = proteine motrici che si legano all'actina, hanno una testa globulare e interagisce con i filamenti di actina e ne determina il movimento.

Sarcomero = unità contrattile racchiusa da due linee Z, comprende filamenti di actina.

Nella cellula (R.E) viene sintetizzato il singolo filamento proteico del collagene, l’assemblaggio con gli altri due avviene nello spazio extracellulare. La molecola infatti sarebbe troppo grande per attraversare, una volta assemblata, la cellula.

Il collagene dà sostegno e resistenza meccanica.

ELASTINA

Altro componete della matrice extracellulare: può distendersi senza rompersi, però è stabilizzata da ponti disolfuro. La parete dell’aorta ad esempio è ricca di elastina per rispondere ai frequenti cambiamenti del flusso sanguigno.

FIBRONECTINA

Ponte fra collagene e cellula; proteina transmembrana della membrana legate alla fibronectina. Le proteine transmembrane in questione sono dette integrine.Se le integrine fossero legate soltanto alla membrana questa, essendo fragile, si romperebbe alla prima trazione, quindi la tensione del collegamento è sostenuta dal citoscheletro cui le integrine si legano. Le integrine intervengono anche nella segnalazione: informano la cellula che in un certo punto è legata alla matrice tramite un'altra proteina.

Riempire lo spazio, permettere lo spostamento di molecole, resistenza alla compressione.

PROTEOGLICANI

Riempiono gli spazi e conferiscono alla matrice resistenza alla compressione perché assorbono molta acqua. Sono formati da zuccheri e proteine (proteina e GAG) e si trovano soprattutto nei tessuti in cui la matrice extracellulare è molto abbondante.

La parte proteica del proteoglicano è sintetizzata nel R.E., gli zuccheri vengono agganciati nel R.E. e (non si capisce bene)

L’acido ialuronico è un GAG libero (non legato a proteina) e non sinoviale.

Uso estetico (es. creme antiage)

Uso medico

Infiltrazioni al ginocchio per ripristinare le proprietà lubrificanti del liquido sinoviale ridotto a causa dell’artrosi.

FUNZIONI DELLA MATRICE

• ANcoraggio cellulare
• Filtro di sostanze
• Barriera in caso di infezione batterica
• Importante per la migrazione cellulare (o METASTASI: le cellule tumorali secernono enzimi che distruggono la matrice extracellular e così che quello spazio possa essere occupato dalle cellule tumorali)

GIUNZIONI CELLULARI

MOLECOLE DI ADESIONE CELLULARE (CAM) = PROTEINE TRANSMEMBRANA MEDIATORI DELL'ADESIONE CELLULARE

• Affinché ci sia adesione cellulare devono interagire, legandosi, i citoscheletri delle cellule (oltre al legame fra le membrane grazie anche giunzioni cellulari)
• Le cellule che costituiscono l'epitelio intestinale sono polarizzate: hanno domini specializzati in funzioni diversi divisi da giunzioni cellulari. Questo epitelio, così come tutti gli altri epitelii, non abbondano di matrice extracellulare, contenuta invece nel tessuto connettivo (contenente vasi sanguigni in cui le molecole assorbite dall'intestino vanno riversate), da cui l'epitelio è separato tramite la lamina basale.
• Non ci sono molte tipologie cellulari oltre a quelle epiteliali, che contengano tutte le giunzioni cellulari

GIUNZIONI STRETTE/OCCLUDENTI

• Creano una separazione tra le cellule epiteliali (vasi sanguigni, polmoni, vescica), tra diverse proteine di membrana (trasportatori di zuccheri) fungono anche da punti di ancoraggio per alcune proteine: le proteine che formano la giunzione sono principalmente Claudine e Occludine, che formando delle vere e proprie reti. Queste giunzioni non hanno una funzione meccanica, infatti non sono legate al citoscheletro, la loro funzione è solo quella di separare gli ambienti

(sottili) e di miosina (spessi), questi scorrono gli uni sugli altri perché i filamenti di miosina si inseriscono negli spazi lasciati dai filamenti di actina.

- Reticolo sarcoplasmatico → magazzino di Ca²⁺ (R.E.L.)

- Tubuli T = attraversano la fibra muscolare creando invaginazioni nella membrana dei dipli. Ca²⁺ vengono liberati dal R.S. e raggiungono i sarcomeri e qui si legano ai filamenti di actina; questi sono avvolti da proteine repressorie come la tropomiosina e la troponina (complesso proteico cui il calcio si lega per rendere accessibili i siti di legame per le teste di miosina.) → contrazione del sarcomero

- La rimozione di Ca²⁺ consente il rilassamento dei sarcomeri (una ATPasi di Ca²⁺ intracellulare ed è di nuovo il calcio nel reticolo sarcoplasmatico)

Microtubuli → non cambia velocemente → citoscheletro non coinvolto in risposte veloci

Actina → le proteine che vi si legano possono reagire velocemente a segnali extracellulari → il citoscheletro di actina è uno dei principali effettori della segnalazione cellulare → proteine RHO → fase contrattile e spostamento Lame...di filopodia

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MATRICE EXTRACELLULARE e ADESIONE CELLULARE

TESSUTI = organizzazione superiore alle cellule

Matrice extracellulare = tutto ciò che circonda le cellule, i suoi componenti vengono prodotti dalle cellule stesse. Il più abbondante è il collagene. Resistenza meccanica, elastina → elasticità

Gene: esso si può organizzare in modi diversi attribuendo caratteristiche diverse ai tessuti.

Collagene prodotto in particolare da fibroblasti (tessuto connettivo) e dagli osteoblasti (t. osseo).