La cellula

GENETICO

Cromosomi Mitocondri

Nucleolo Cloroplasti

RIbosomi

SISTEMI DI MEMBRANE CELLULARI STRUTTURE DI SOSTEGNO

Reticolo Endoplasmatico Liscio Parete cellulare

Reticolo Endoplasmatico Rugoso Citoscheletro

Apparato del Golgi

Membrana nucleare

Lisosomi

Perissosomi

Vescicole cellulari

Con la nascita delle cellule eucariote, comincia la specializzazione, in cui ogni cellula si sviluppa

per svolgere al meglio un particolare ruolo.

La differenziazione ha portato a grandi differenze anche tra le cellule principali, come tra le cellule

vegetali e le cellule animali, nelle quali si possono notare strutture completamente diverse tra di

loro in funzione della loro attività.

Tra le cellule vegetali e le cellule animali si possono comunque delle strutture affini come:

• IL NUCLEO

Corpuscolo sferico

contenente il

- Nucleolo, adibito

alla costruzione dei

ribosomi e al

controllo dei vari

organuli del

citoplasma.

- Cromatina,

portatrice delle

informazioni

genetiche, cioè il

DNA (durante la

separazione i filamenti che compongono la cromatina si avvolgono formando i cromosomi).

Il nucleo è circondato dall’involucro nucleare che ha una struttura complessa, essendo costituito da

due membrane nucleari, dalla sottostante lamina

nucleare e dai complessi del poro.

Il complesso del poro nucleare consiste in una

invaginazione delle due membrane nucleari

(fusione), tenuta aperta da una struttura ad otto

raggi, fissati ad anello alle membrane. Dall’anello

posto sul lato citoplasmatico si estendono

filamenti

citoplasmatici,

mentre dal lato

nucleare i

filamenti

formano una

struttura a

canestro.

• RETICOLO ENDOPLASMATICO A continuazione della membrana nucleare esterna c'è

un esteso sistema chiuso di cavità comunicanti, per cui

le macromolecole vengono smistate e anche

parzialmente modificate. Ad es. nel reticolo

endoplasmatico e nell’apparato del Golgi avviene la

glicosilazione, ossia l’unione tra polipeptidi e mono o

oligosaccaridi per formare glicoproteine, più stabili, più

funzionali e più riconoscibili.

Il reticolo endoplasmatico lo dividiamo in rugoso e liscio

ENDOPLASMATICO RUGOSO.

I.RETICOLO

Definito rugoso in quanto presenta sulla sua superficie i

ribosomi. Il polipeptide in formazione si sviluppa verso il

lume del reticolo endoplasmatico rugoso, al cui interno viene smistato e parzialmente

trasformato. I polipeptidi nel lume del RER:

- Assumono la struttura terziaria.

- Vengono glicosilati: aggiunto un glucide.

I RIBOSOMI.

II.

Ribosomi sono organelli granulari, sono il luogo nel quale avviene

la sintesi proteica. I ribosomi sono composti da due subunitá una

maggiore ed una minore. Possono essere attaccati al reticolo

endoplasmatico rugoso o libere nel citoplasma, e a seconda del

luogo va a formare diverse proteine.

Ribosomi liberi:

- proteine intracitoplasmache >>> citosol.

Ribosomi RER:

- proteine integrali di membrana >>> membrana

- proteine da traslocare >>> lisosomiproteine di secrezione >>> secrezione.

Come detto è il sito della

costruzione delle proteine,

attraverso la sintesi proteica. Da

un filamento di RNA messaggero,

che entra nel ribosoma, si vanno a

legare i vari amminoacidi portati

dagli RNA di trasporto, fino a

completare la catena polipetidica

che verrà inserita nel lume del

reticolo endoplasmatico rugoso

rimanendoci fino alla sua

maturazione.

RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO.

III.

Il reticolo endoplasmatico liscio è privo di ribosomi; è la sede della sintesi e della distribuzione dei

lipidi complessi come i fosfolipidi, indispensabili alla costruzione di tutte le membrane della cellula.

Un altro importante compito del REL è quello di trasformare

determinate sostanze dannose per l'organismo, come ad

esempio l'etanolo, contenuto nelle bevande alcoliche, in

composti non tossici: per questo motivo vi è una notevole

presenza di REL nelle cellule del fegato, che, fra le sue

molteplici funzioni, comprende anche quella della

neutralizzazione delle sostanze tossiche.

Il REL è abbondante nelle:

- Cellule endocrine >>> ormoni steroidei.

- Cellule epatiche >>> colesterolo.

• APPARATO DEL GOLGI

Ogni apparato del Golgi è costituito da quattro o più sacchi appiattiti, chiamati cisterne, disposti in

pile; le cisterne sono formate da membrane e sono

circondate da tubuli e vescicole.

Nelle cisterne viene completata la trasformazione di

proteine e lipidi in glicoproteine e glicolipidi

attraverso l'assemblaggio finale con dei carboidrati.

Il prodotto finale viene inglobato nella membrana

formando una vacuolo che trasporterà il tutto,

attraverso le strutture del citoscheletro, fino alla sua

secrezione nella specifica destinazione:

- Enzimi lisosomiali -----> lisosomi.

- Proteine di membrana -----> membrana.

- Proteine di secrezione -----> esterno.

• LISOSOMI.

Hanno una duplice funzione, di identificazione e demolizione di macromolecole, organelli ed intere

cellule inefficienti, e difesa da agenti infettivi o tossici sia esterni che interni.

Sono vescicole membranose (prodotte dall’apparato del Golgi) contenenti 50 enzimi idrolitici per

degradare:

- Proteine (proteasi),

- Glicosidi (glicosidasi),

- Esteri fosforici (fosfatasi), ecc.

Riconoscono sostanze da degradare, vi si fondono, le degradano, le espellono. Operano a pH5 in

modo da non recare danno nel caso in cui la membrana dei lisosomi si rompesse nel citosol.

Il lisosoma, prodotto dall’apparato del Golgi, si fonde con il fagosoma, vescicola originata da una

introflessione della membrana plasmatica e contenente il corpo da digerire. Le piccole molecole

risultanti dalla digestione vengono poi riportate nel citosol per essere riutilizzate.

Un'altra funzione dei lisosomi è associata ai globuli bianchi del corpo umano che attaccano i

batteri. Per esempio, quando alcuni batteri patogeni, inalati con l'aria che inspiriamo, aggrediscono

le cellule delle vie respiratorie, nel sito d'infezione arrivano numerosi globuli che neutralizzano i

batteri patogeni; appena catturati, infatti, i batteri vengono chiusi in vacuoli con i quali si fondono i

lisosomi che, dopo aver liberato i loro enzimi idrolitici, determinano la rapida digestione dei batteri.

• PERISSOSOMI

Anche loro come, i lisosomi hanno

funzione di identificazione e demolizione di

macromolecole, organelli ed intere cellule

inefficienti e di difesa da agenti infettivi o

tossici esterni ed interni. Sono vescicole

membranose, prodotte dal REL,

contenenti enzimi ossidativi per ossidare

amminoacidi, acidi grassi, etanolo, ecc. in

ambiente segregato.

Membrana cellulare

Che cos'è

In tutti i sistemi viventi, dai procarioti ai più complessi eucarioti pluricellulari, la regolazione degli

scambi di sostanze con l'ambiente circostante, si verifica a livello di ogni singola cellula e viene

realizzata attraverso le membrane cellulari. Negli organismi pluricellulari la membrana esterna ha

anche il compito di mettere in comunicazione le diverse cellule specializzate che costituiscono i

vari tessuti. Attraverso tutte queste interazioni e scambi di sostanze, le cellule riescono sia a

comunicare sia a difendere la propria integrità, mantenendo invariati i parametri interni, come la

concentrazione dei vari ioni e il pH, entro i valori che permettono lo svolgimento delle molteplici

attività metaboliche.

Riassumendo le funzioni della membrana cellulare sono:

• Contenimento e Isolamento - Compartimentazione e barriera di permeabilità selettiva.

• Comunicazione - Trasporto di molecole e stimoli segnale, risposta a segnali esterni.

• Compartimentazione interna (eucarioti).

• Supporto funzionale - Sito di attività biochimica e trasduzione di energia.

• Localizzazione - Espressione dell’identità cellulare, interazioni intercellulari e organizzazione di

strutture extracellulari.

La struttura della membrana cellulare

La membrana cellulare ha uno spessore che varia tra i 7 e i 9 nanometri,

quindi la struttura non è distinguibile al microscopio attico; con il microscopio

elettronico, invece, appare come una doppia linea continua e sottile. La

struttura di base della membrana cellulare è

costituita da due strati di fosfolipidi disposti

con le code idrofobi verso l'interno; al

microscopio elettronico, le code idrofobe corrispondono ad una

fascia chiara in quanto sono trasparenti agli elettroni, mentre le

teste idrofile risultano scure, perché opache agli elettroni.

Immerse in ambiente acquoso, le molecole dei grassi stabiliscono

tra loro interazioni idrofobiche, cioè non essendo ‘attaccabili’

dall’acqua, si stringono tra loro. Tendono ad assumere forma

sferica, o, nel caso di molte molecole di

fosfolipidi, una struttura a doppio strato.

Oltre alla struttura costituita da fosfori

piedi nella membrana possiamo trovare:

- COLESTEROLO

Il colesterolo stabilizza lo strato idrofobico

delle membrane nelle cellule degli

animali, di alcuni protisti.

- PROTEINE DI MEMBRANA

PROTEINE INTEGRALI DI MEMBRANA

•

Attraversano in genere tutto lo spessore della membrana sporgendo da

entrambi i lati. Le porzioni immerse nel doppio strato lipidico hanno

superfici idrofobiche, mentre le regioni che sporgono nel doppio strato

sono idrofile.

PROTEINE PERIFERICHE DI MEMBRANA

•

Sul lato citoplasmatico della membrana si trovano altre molecole

proteiche chiamate proteine

periferiche di membrana che

aderiscono ad alcune proteine

integrali sporgenti; fanno parte delle

proteine periferiche diversi enzimi e

alcuni

componenti

del

citoscheletro.

Le proteine di

membrana, che spesso possiedono ramificazioni (glucidiche)

completamente diverse tra loro, svolgono una grande varietà di funzioni

essenziali. Alcune sono enzimi che regolano specifiche reazioni chimiche;

altre fungono da recettori che individuano la presenza esterna di

determinate molecole (messaggeri chimici) o di microrganismi contenuti

nei liquidi circostanti e trasmettono all'interno della cellula le informazioni

che essi portano; altre ancora sono proteine di trasporto (Carrier) che

giocano un ruolo chiave nel movimento di ioni e molecole attraverso la

membrana, consentendone o meno l'ingresso.

Le funzioni delle proteine integrali di membrana sono:

tra cellule;

A.giunzione alla matrice extracellulare;

B.ancoraggio

passivo;

C.trasporto attivo;

D.trasporto

enzimatiche;

E.attività della cellula;

F.riconoscimento