Istologia generale

Il nucleo

Organello che caratterizza la cellula eucariote, contiene il materiale genetico da trasmettere alla progenie e ha una forma e posizione che varia in base alla funzione della cellula. La maggior parte delle cellule eucariotiche hanno un solo nucleo ma ad esempio le cellule che compongono la fibra muscolare striata scheletrica hanno più nuclei e per questo sono definite sincizi, ovvero plurinucleate, che derivano dall'unione di due cellule mononucleate. I plasmodi sono invece cellule plurinucleate che derivano però da un'unica cellula mononucleata che divide il suo nucleo ma non effettua citodieresi (es. megacariocita - precursore delle piastrine). Alcune cellule invece sono prive di nucleo e quindi incapaci di riprodursi come i globuli rossi.

NB. All'interno del nucleo troviamo la cromatina con il materiale genetico. La cromatina si suddivide in eterocromatina (non viene trascritta) e eucromatina (viene trascritta). Il nucleo è delimitato da un involucro.

Il nucleo è formato da due membrane nucleari, ovvero da due bilayer fosfolipidici divisi da una cisterna perinucleare che presenta dei pori detti pori nucleari. Più pori sono presenti in una cellula e più questa sarà in grado di svolgere sintesi. L'involucro nucleare è in continuità con il RER, infatti la superficie della membrana nucleare esterna presenta anch'essa dei ribosomi. I pori nucleari hanno un diametro di 100nM e servono per il riconoscimento delle sostanze che devono passare dal nucleo al citoplasma (RNAm/tRNA/sub-unità ribosomiali) e dal citoplasma al nucleo (proteine per la duplicazione, trascrizione e per le sub-unità ribosomiali). Le particelle con un diametro inferiore di 10nM passano passivamente, quelle con un diametro superiore a 10nM passano con dispendio di energia. Al di sotto dell'involucro nucleare troviamo la lamina nucleare che è una struttura composta da filamenti intermedi chiamati lamina A, B e.

Questa lamina va a disporsi al di sotto dell'involucro nucleare e svolge funzioni di rinforzo a protezione del materiale genetico e ne organizza la disposizione durante la meiosi, creando un ponte tra la membrana nucleare e la cromatina.

All'interno del nucleo troviamo il DNA, che contiene il materiale genetico, che ha una lunghezza di circa 180cm. Per far sì che ci stia all'interno del nucleo, il DNA viene impacchettato da alcune proteine dette istoni. Oltre agli istoni, ci sono anche delle proteine non-istoniche associate al DNA, che svolgono funzioni molto importanti durante la duplicazione e la trascrizione. Queste proteine, insieme al DNA, formano la cromatina.

NB. La cromatina si suddivide in eucromatina e eterocromatina. L'eucromatina viene trascritta, è formata da fibre in forma più lassa e appare meno colorata, mentre l'eterocromatina non può essere trascritta, è formata da fibre molto più addensate che andranno a...

La cromatina è una struttura complessa che si trova all'interno del nucleo delle cellule eucariotiche. È costituita da DNA, proteine e RNA. Il DNA è avvolto attorno a proteine chiamate istoni, formando una struttura a forma di perla chiamata nucleosoma.

Esistono due tipi di cromatina: eterocromatina ed eucromatina. L'eterocromatina è una forma più densa e compatta di cromatina, mentre l'eucromatina è meno compatta e più colorata. L'eucromatina si suddivide ulteriormente in:

1. Costitutiva: formata da sequenze non trascrivibili.
2. Facoltativa: formata da geni che servono solo in alcune fasi della trascrizione.

Gli istoni sono proteine di piccole dimensioni con carica positiva che si legano al DNA che ha carica negativa. Esistono 5 tipi diversi di istoni:

1. H1: istone di giunzione.
2. H2a/H2b/H3/H4: istoni del core che formano il nucleo attorno cui si avvolge il DNA, formando il nucleosoma.

Il nucleosoma è l'unità fondamentale della cromatina ed è costituito dagli istoni del core che si legano tra di loro a due a due. Attorno si avvolgono 146 basi di DNA (linker) che, insieme all'istone di giunzione, permette la formazione di una struttura a forma di collana di perle formata dall'unione di altri nucleosomi. Si ottiene così la struttura primaria della cromatina. Successivamente ci sono ulteriori...

accorciamenti del DNA, fino alla formazione dei cromosomi. NUCLEOLO - All'interno del nucleo si trova il nucleolo, che non è delimitato da membrana ed è costituito da due parti:

1. Pars fibrillaris: parte in cui si ha la trascrizione di RNA ribosomiale
2. Pars granularis: parte in cui avviene l'assemblamento delle sub-unità ribosomiali

La funzione principale del nucleolo è l'assemblaggio delle sub-unità ribosomiali che serviranno per la trascrizione. Il DNA può essere trascritto in tanti RNA diversi:

• RNA messaggero: parte che verrà trascritta
• RNA ribosomiale: costituisce le unità ribosomiali
• RNA transfer: fa da "traduttore" tra l'RNA e le proteine
• small nuclear RNA: ha funzioni di regolazione

I geni vengono trascritti in un RNA, successivamente l'RNA viene modificato eliminando gli introni che non sono codificanti e infine passa nel citoplasma attraverso i pori nucleari. Nel citoplasma l'RNA

viene tradotto in proteine dai ribosomi.

RIBOSOMI (20-30nM)

Sono degli organelli costituiti da due sub-unità, una maggiore (60S) e una minore (40S), e vengono indicati con il termine 80S. Il conteggio non torna perché la massa dipende anche da come interagiscono tra di loro le due sub-unità. Sono costituiti da RNA ribosomiali e da proteine. La sub-unità maggiore contiene un canale nel quale entra la catena polipeptidica che si sta sintetizzando, mentre la sub-unità minore è composta da una testa e da un collo dove si riconosce il codone con l'anticodone che permette la traduzione del messaggio dall'RNA messaggero al tRNA. Normalmente le due sub-unità sono separate, ma nel momento in cui avviene la traduzione, per funzionare, si devono unire.

I ribosomi assemblati non si trovano da soli ma sono uniti con altri ribosomi andando a formare i polisomi. A seconda del tipo di RNA messaggero che stanno traducendo i ribosomi si possono trovare

nelcitosol o sul RER. Quando sono nel citosol traducono proteine cherimarranno del citosol, andranno nei mitocondri, sono proteine nuclearioppure che andranno nei perossisomi. Quando sono sul RER traduconoproteine che rimarranno nel RER, proteine del golgi, proteine cheandranno nei lisosomi e proteine di membrana.

SINTESI PROTEICA NEL CITOSOLNB. I tRNA sono strutture che contengono un sito di attacco per unamminoacido e un anticodone complementare ad un codone che si trovasull’RNA messaggero, in questo modo funge da vocabolario.

1.Una sub-unità minore riconosce un RNA messaggero e un codoned’inizio che è la metionina (AUG), al quale si legherà l’anticodone deltRNA.

2. Una sub-unitàmaggiore si lega andando a formare il ribosoma che inizierà a scorrerelungo l’RNA messaggero e riconoscerà le altre triplette.

3. La proteina che viene sintetizzata va nel canale che si trova all’internodella sub-unità maggiore.

finisce quando il ribosoma incontrerà una delle triplette distop (UAG, UAA, UGA). divide in RER e REL, ma è un unico organello cavo. Il RER ha una membrana che presenta sulla sua superficie esterna i ribosomi ed è costituito da delle cisterne. Il REL è costituito da tubuli uniti tra di loro. è quella di sintesi dei lipidi, ma in alcune cellule svolge anche altre funzioni:

• sintesi di ormoni steroidei: cellule della zona corticale della ghiandola surrenale e cellule delle gonadi maschili e femminili;
• reazioni relative al metabolismo del glicogeno e processi di detossificazione: cellule del fegato (epatocidi);
• deposito di ioni calcio: nelle fibre muscolari striate si va a costituire il reticolo sarcoplasmatico.

La funzione principale del RER è la sintesi delle proteine e la modifica delle stesse per renderle funzionali. La parte iniziale è uguale alla sintesi proteica nel citosol,con l'arrivo dell'asub-unità minore, dell'RNA messaggero che si unirà alla metionina e dell'asub-unità maggiore che andrà a costituire il ribosoma che inizierà a scorrere. Le proteine che devono essere sintetizzate hanno come prima informazione tradotta una sequenza chiamata peptide segnale, che quando esce dal canale viene riconosciuto da una particella. In questo momento il ribosoma blocca la traduzione fino a quando questa particella legata al peptide segnale non va a legarsi ad un canale che si trova sul RER (canale a ligando), la particella si unisce al canale e il ribosoma continua la traduzione fino a quando l'amminoacido viene inserito all'interno del lume del RER e il ribosoma incontra un segnale di termine. N-GLICOSILAZIONE È una delle modificazioni che subiscono la lisina o l'arginina all'interno del RER dopo la loro sintesi. A questi amminoacidi vengono aggiunte due molecole di N-acetilglucosamina, 8 monomeri.

di mannosio e tre molecole di glucosio. Subito dopo le tre molecole di glucosio e un mannosio si attaccano.

APPARATO DEL GOLGIE è un organello dove vengono trasferiti i prodotti di sintesi avvenuti nel RER tramite vescicole. È formato da diverse cisterne che sono indipendenti le une dalle altre e l'intero organello è rivestito da un bilayer fosfolipidico. Ci sono due facce:

• faccia immatura o cis golgi: rivolta verso il RE e formata da cisterne.
• faccia matura o trans golgi: da cui gemmano delle vescicole.

Tra il cis golgi e il trans golgi c'è il golgi mediano. Associato alle cisterne del golgi abbiamo delle microvescicole che hanno la funzione di far passare il materiale da una cisterna all'altra. Sulla faccia trans sono presenti invece delle vescicole di secrezione che si fondono con la membrana plasmatica e rilasciano il loro contenuto (esocitosi).

La funzione principale dell'apparato del golgi è il completamento della N-glicosilazione, ma

• O-glicosilazione: gli zuccheri vanno a legarsi ai residui di serina e tronina.
• sintesi dei glicosamminoglicani (GAG).
• sintesi dei protoglicani.
• produzione di mucina.
• unione tra lipidi e proteine.
• sintesi di lipidi complessi di membrana.
• sorting: il trans golgi riconosce le molecole prodotte e le trasporta alla membrana, ai granuli di secrezione o ai lisosomi.

NB. Alle proteine che hanno subito la N-glicosilazione e devono essere trasportate nei lisosomi, a livello del cis golgi vengono aggiunti dei gruppi fosfato.

NB. Le proteine che dovranno essere secrete subiscono un altro tipo di modifica e possono andare incontro a una secrezione costitutiva (non necessitano di un segnale) o a una secrezione regolata. Quest'ultime possiedono al loro esterno una impalcatura.