Compartimenti intracellulari e smistamento proteine

Compartimenti intracellulari e smistamento proteine

La cellula eucariotica è suddivisa in compartimenti (organelli) funzionalmente distinti, racchiusi da membrane. Ciascun organello contiene molecole specializzate e sistemi complessi di distribuzione e trasporto di proteine da un compartimento all’altro. Ciascuna proteina neo sintetizzata viene portata specificamente al compartimento cellulare che la richiede. Le proteine conferiscono ad ogni compartimento le proprietà strutturali e funzionali caratteristiche, e servono da marcatori di superficie di ogni organello per dirigere la distribuzione delle proteine nel giusto compartimento.

La compartimentazione delle cellule

Le cellule eucariotiche hanno la stessa serie di base di organelli racchiusi da membrane:

• Nucleo è il sito principale della sintesi di DNA e RNA.
• Citoplasma consiste del citosol e degli organelli della cellula.
• Citosol è il sito della sintesi e della degradazione delle proteine.
• Reticolo Endoplasmatico occupa circa la metà dell’area totale delle membrane della cellula. Si divide in:
  • Ruvido: ha molti ribosomi attaccati alla superficie e impegnati nella sintesi di proteine.
  • Liscio: luogo della sintesi dei lipidi e accumulo degli ioni calcio.
• Apparato di Golgi è formato da pile organizzate di compartimenti a forma di disco chiamate cisterne e riceve lipidi e proteine dal RE e le smista ad altre destinazioni.
• Mitocondri/Cloroplasti generano la maggior parte di ATP usato dalle cellule per le reazioni che richiedono energia.
• Lisosomi contengono enzimi digestivi che degradano organelli cellulari morti oppure macromolecole e particelle assunte per endocitosi.
• Perossisomi contengono enzimi utilizzati in varie reazioni ossidative.

In generale, ciascun organello racchiuso da membrana svolge la stessa serie di funzioni base; per svolgere, poi, funzioni specializzate, questi organelli possono variare in quantità oppure avere proprietà aggiuntive che differiscono da un tipo cellulare all’altro.

Le proteine possono muoversi fra i compartimenti in modi diversi

La sintesi di tutte le proteine inizia sui ribosomi nel citosol (eccetto quelle poche sintetizzate sui ribosomi dei mitocondri). Il loro destino dipende dalla sequenza amminoacidica che contiene segnali di smistamento che dirigono il trasporto. Le proteine che non hanno segnali di smistamento specifici sono destinate a restare nel citosol.

Si possono distinguere tre tipi di trasporto con cui le proteine si muovono da un compartimento all’altro: