Insulina, organelli non delimitati da membrana segnalazione neuronale

INSULINA (esempio di modificazione post-traduzionale e secrezione tramite vescicole)

Piccola proteina che ha 2 catene polipeptidiche, con una lunghezza di 51 AA. Ha una struttura globulare, simile a una pallina, ed è molto compatta. Nella struttura primaria, invece, è piatta e molto semplice. La struttura viene prodotta come un singolo peptide e successivamente subisce una modificazione post-traduzionale per diventare una proteina più piccola composta da 2 elementi.

Quando viene assunto cibo ricco di carboidrati, il livello di insulina nel sangue aumenta al fine di:

1. far utilizzare lo zucchero per mantenere il metabolismo basale degli organi
2. immagazzinarlo nel fegato sotto forma di glicogeno
3. trasformarlo in acidi grassi, le molecole base da cui origineranno i grassi che andranno a costituire l'adipe sottocutaneo.

In sintesi, l'effetto dell'Insulina sull'uomo e sui suoi tessuti è quello di abbassare il livello del glucosio nel sangue. L'Insulina lavora per aiutare le

Le cellule utilizzano l'insulina per facilitare l'accesso del glucosio all'interno delle cellule bersaglio, come le cellule muscolari, le cellule epatiche e le cellule adipose. Le persone affette da diabete di tipo 1 (assenza totale di produzione di insulina) o di tipo 2 (alterata produzione di insulina, ridotta efficacia, insulino-resistenza) hanno problemi nel controllare i livelli di zuccheri nel sangue e nei tessuti.

Inizialmente, l'insulina viene prodotta come un peptide costituito da 110 amminoacidi chiamato pre-pro-insulina, prodotto nel reticolo endoplasmatico rugoso (RER). Nel Golgi, avviene la modificazione post-traduzionale che avviene come segue:

1. Viene rimosso un pezzo della proteina, rappresentato da pochi amminoacidi che si trovano nella parte N-terminale della proteina, che segnala alla proteina di non rimanere nel citosol ma di andare nel reticolo.
2. Quando la proteina è nel reticolo, la sequenza segnale viene rimossa.

Non serve, quindi viene tagliata, più perché deve seguire per forza il percorso vescicola, Golgi, vescicola, membrana. Si toglie anche un altro peptide pezzo della proteina = , ad opera delle proteasi. Si formano i ponti di solfuro che trattengono i pezzetti che sono rimasti, cioè la catena A e catena B. Abbiamo ora la PRO-INSULINA (nel Golgi).

Quando viene secreta diventa INSULINA → LISOSOMI demolizione. La cellula deve anche eliminare il materiale. In essi ci sono enzimi idrolitici che rompono i legami covalenti, quindi degradano proteine, acidi nucleici, grassi…

Struttura: sacca chiusa, limitata da una membrana. Capacità di far entrare nelle vescicole il materiale che deve essere digerito perché all'interno del lisosoma c'è un ambiente molto acido. La nostra cellula non riuscirebbe a tollerare un ambiente acido nel citosol. Il pH all'interno dei lisosomi è intorno a 5. In alcune malattie ereditarie chiamate malattie da

immagazzinamento(tesaurismosi) è coinvolto il metabolismo dei lisosomi. Non serve per far portare fuori molecole, ma per fondere le sue membrana con vescicole che contengonogli elemento che devono essere distrutti. Servono anche per aiutare l’organismo a liberarsi dagli intrusi, soprattutto batteri, tramite fagocitosi. PEROSSISOMI Vita che le nostre cellule si ossidino. Ci sono radicali liberi che ossidano le molecole e ciò potrebbe portaread un alterazione funzionale elle nostra macromolecole. Specialmente elemento che disturba è la formazione del perossido di idrogeno ( acqua ossigenata). Se le forme reattive all’ O2 si accumulassero alla cellula le farebbero perdere la sua funzionalità, quindi la cellulainvecchierebbe troppo presto e dovrebbe essere quindi eliminata. La vitamina E ha la funzione di eliminarei radicali liberi. Forma il perossido di idrogeno quindi lo sottrarre dall’ambiente cellulare in modo che non sia dannoso. MITOCONDRISono

Le centraline energetiche delle cellule: producono l'ATP (adenosina tri-fosfato), che ha il ruolo di trasportare e fornire alle cellule l'energia necessaria per le loro funzioni degli enzimi. Più la cellula ha bisogno di energia e più mitocondri ci saranno. Nel muscolo ad esempio ci sono molti mitocondri.

Particolarità: c'è un po' di DNA (mDNA = DNA mitocondriale). Questo DNA lo deriviamo TUTTO dalla madre. Questo perché i mitocondri fanno parte della composizione della cellula uovo e anche dello spermatozoo, in quest'ultimo si trova nella coda, non nella testa, e quando avviene la fecondazione è solo la testa che contribuisce, perché in essa c'è il materiale genetico.

Nei mitocondri manteniamo il più possibile la sequenza di nucleotidi perché variazioni nel mitocondrio possono portare dei problemi. Il danno porterà a disfunzione muscolare perché manca energia.

Sono condizioni che si possono ereditare. Il DNA mitocondriale è circolare, molto piccolo e con pochi geni. Struttura molto simile al DNA dei batteri. Il mitocondrio alla fine non è altro che un batterio che si è adattato a vivere dentro a una cellula che ha un nucleo.

METABOLISMO

ATP si produce nel mitocondrio. È un nucleotide in cui c'è l'adenina, il ribosio e 3 gruppi fosfato che vengono legati a catenella. Se c'è 1 gruppo fosfato = AMP. Se ci sono 2 gruppi fosfato = ADP. Quando da ATP si passa ad ADP si sta liberando energia nel sistema (reazione esoergonica).

Quando in una reazione si richiede energia... arriva l'enzima che deve tagliare la proteina. Per fare ciò devo introdurre energia. Arriva ATP. Idrolisi ATP ADP + P. Posso fare trasporto attivo, pompa sodio-potassio, trasporto di vescicole... Adesso ADP + P non ha più valore. Quindi introduco energia nel sistema glicolisi... degradazione

ripiegano del tutto.

ORGANELLI NON DELIMITATI DA MEMBRANA

• Ribosomi
• Citoscheletro
• Centrioli

RIBOSOMI sintesi delle proteine

Costituiti da 2 subunità, una grande e una piccola. Solitamente nella cellula le due sono divise. Lo troviamo completo sulla membrana del reticolo o quando il ribosoma è in attività. RNA + proteine. Sono dei granuli costituiti da RNA. Non ci sono bisogno di enzimi, ma l'RNA esegue l'attività catalitica.

CITOSCHELETRO

Costituito da filamenti più o meno spessi.

• MICROFILAMENTI (+ sottili) - actina

Costituiti soprattutto da actina, proteina che troviamo in tutte le cellule. Chiamata anche proteina costitutiva e il gene per fare la proteina è chiamato house keeping. Raggiungono spessore di anche 7 nm. Molto importanti nei microvilli intestinali. Alla base ci sono i filamenti intermedi e su questa impalcatura scivoleranno i microfilamenti di actina. Con questi ponti trasversali ci sarà un movimento ondeggiante.

che permetterà al microvillo di captare le molecole nel passaggio degli alimenti.

FILAMENTI INTERMEDI

Filamenti organizzati mediante più tipologie di proteine che si intrecciano. Si possono trovare anche proteine diverse. Struttura compatta di 8-12 nm.

MICROTUBULI (+ spessi)

Ci sono proteine con strutture globulari = tubuline. Queste si organizzano e formano un cilindro cavo. Possono assemblarsi e disassemblarsi a seconda del bisogno, quindi smontano i pezzi. Identifichiamo estremità negativa (quella che si sta rompendo) e positiva (quella che si sta costruendo) nel microtubulo. Nell'accorciarsi possiamo creare la corsia di scivolamento. Possono aiutare le vescicole nella secrezione. Delle proteine agganciano la vescicola al microtubulo, con consumo di ATP. Quindi faccio muovere la chinesina e la vescicola viene trascinata.

CENTRIOLO

Ce ne sono 2. Di solito vicini. Una specie di cilindro. Rimane inerte finché la cellula non riceve il segnale che deve contribuire

alla produzione di altre cellule. Dicentrioli partono i microtubuli, che agganciano i cromosomi e li trascineranno nelle nuove cellule durante la divisione cellulare. Nel centromero si agganciano i fili che partiranno dai centrioli.

GIUNZIONI CELLULARI

Le cellule che si trovano in contatto tra loro normalmente sviluppano giunzioni intercellulari specializzate. Queste strutture possono permettere di formare connessioni molto forti, impedire il passaggio di materiali o stabilire una rapida comunicazione tra cellule adiacenti.

➢ Giunzioni occludenti: filamenti di actina che vengono connessi con proteine di membrana. Struttura a cerniera.

➢ Desmosomi: si addosso alla membrana

➢ Giunzioni comunicanti: si creano dei pori, delle aperture, in cui lo spazio tra le due membrane viene usato come canale in cui tutto passa molto velocemente.

MATRICE EXTRACELLULARE (ECM)

Ha interazioni con il citoscheletro. Secreta dalla cellula e costituita da un gel di carboidrati e proteine fibrose. Possiamo trovare

tante proteine nella matrice:

• Collagene (principale)
• Proteine fibronectine contribuiscono all'organizzazione della matrice e fanno sì che la cellula si attacchi ad essa.
• Le integrine permettono l'adesione tra la ECM e i filamenti intermedi e microfilamenti all'interno della cellula. Molte integrine attivano le vie di segnalazione cellulare, regolano il differenziamento e la sopravvivenza cellulare.

SEGNALAZIONE NEURONALE Il potenziale di membrana è l'attività della pompa sodio-potassio che aiuta a mantenere una separazione di cariche attraverso la membrana. Questo crea un gradienteelettrico poiché ci sono meno ioni K all'interno rispetto agli ioni Na esterni alla cellula, rendendo l'interno della cellula carico negativamente. Questo costituisce un gradienteelettrico poiché ci sono meno ioni K all'interno rispetto agli ioni Na esterni alla cellula, rendendo l'interno della cellula carico negativamente.