La cellula eucariota

MEMBRANA PLASMATICA:

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Definita anche plasmalemma, spessa 8 nanometri (2,5 le teste idrofile, 3 il citoplasma).

Visibile al microscopio elettrico ma non a quello luce.

Costituita da lipidi, sostanze non miscibili in acqua (apolari) ma contiene anche gruppi

polari o idrofili, è definita per questo una molecola anfipatica.

Nella membrana sono presenti anche fosfolipidi, i principali sono i fosfogliceridi o

glicerofosfolipidi, ma anche sfingolipidi. Lipidi

I lipidi vengono idrolizzati da enzimi di membrana, le fosfolipasi, che danno origine a

prodotti di idrolisi con funzione regolativa sulle risposte cellulari, per questo vengono definiti

secondi messaggeri, per la loro capacità di trasmettere segnali all’interno della cellula

provenienti dall’esterno. Proteine

Insieme ai lipidi sono i componenti maggiormente rappresentati nella membrana.

Possono essere solo appoggiate sulla parete esterna della membrana (estrinseche) oppure

attraversarla (intrinseche, transmembrana) es: recettori.

Mosaico fluido

La membrana presenta una struttura a mosaico fluido dovuta al fatto che si alternano

irregolarmente settori costituiti dal duplice strato di lipidi e da porzioni di proteine. Questa

struttura spiega come mai sia le sostanze idrofile che quelle idrofobe possono attraversare

la membrana. Matrice pericellulare o glicocalice

La matrice riveste la membrana ed è composta da glicoproteine o proteoglicolicani, il loro

ruolo sono le interazioni con l’ambiente esterno, ma possono anche legarsi con molecole

informative all’esterno causando un accumulo pericellulare.

I due metodi di trasporto della membrana

Trasporto passivo: avviene secondo gradiente di concentrazione e non richiede energia

(diffusione facilitata)

Trasporto attivo: avviene contro gradiente di concentrazione richiede energia

(adenosintrifosfato ATP) prodotta dai mitocondri. Esempio di trasporto attivo: comporta

l’esistenza delle pompe ioniche che sono in grado di riconoscere il sodio e il potassio e

usare ATP. Per ogni molecola di ATP immette nella cellula 2 ioni potassio e rilascia 3

molecole di sodio. CITOPLASMA

Il citoplasma si presenta con un sistema polifasico. Esso comprende una fase omogenea:

la matrice citoplasmatica o citosol (astrutturato). E da fasi definite (strutturato) costituite da

organuli (mitocondri, lisosomi, cloroplasti, centrioli) e le inclusioni (granuli di glicogeno,

lipidi, pigmenti). Matrice citoplasmatica

Composta per l’85% di acqua è sede delle funzioni biosintetiche della cellula, attraverso i

pori dell’involucro nucleare la matrice è in continuità con il nucleoplasma.

Composta da acido ribonucleico, carboidrati, amminoacidi, fosfatidi, nucleotidi, nucleosidi,

Sali organici, enzimi. Alcune famiglie di enzimi si trovano nelle porzioni mitocondriale,

microsomale e nella membrana plasmatica. Sono presenti anche proteine monomeriche

che polimerizzando formano il citoscheletro.

Sistemi membranosi presenti nella matrice

Il reticolo endoplasmatico insieme all’involucro nucleare (che deriva dal reticolo

endoplasmatico) al complesso di Golgi, e ai lisosomi, costituisce il sistema membranoso,

cioè un insieme di cavità che suddividono il citoplasma. Nel citoplasma sé anche presente

un sistema di vescicole che contengono materiale idrolizzato per endocitosi, ovvero

materiale che viene trasferito da una regione all’altra del sistema membranoso ed è

destinato ad essere lisciato all’esterno per esocitosi.

Reticolo endoplasmatico

Si possono distinguere due tipo di reticoli: liscio e rugoso. Le membrane del reticolo si

continuano con le membrane nucleari e formano l’involucro nucleare o carioteca.

Reticolo endoplasmatico liscio o agranulare (REL): privo di ribosomi, costituito da tubuli

e da vescicole. Le sue funzioni sono:

• Organo di transizione alle cisterne dell’apparato di Golgi, di sostanze proteiche sintetizzate

nel reticolo rugoso.

• Biosintesi dei lipidi, del colesterolo e degli ormoni steroidei.

• Metabolismo del glicogeno.

• Deposito di ioni calcio (proprietà sviluppata nel tessuto muscolare).

Reticolo endoplasmatico rugoso o granulare (RER): definito rugoso per i ribosomi adesi

alla superficie. Costituito da sacchi appiattiti detti cisterne. Partecipa alla biosintesi di

proteine destinate alla secrezione di proteine lisosomiali e di membrana. Queste proteine

sono destinate a divenire glicoproteine. Nel reticolo endoplasmatico rugoso hanno inizio le

modificazioni post-traduzionali (glicosilazioni), terminando la loro struttura glicoproteica

nell’apparato di Golgi. Apparato di Golgi

Nel complesso di Golgi si completano le modificazioni post-traduzionali delle proteine.

Proteine e lipidi si spostano in vescicole di trasporto rivestite da proteine che si

trasferiscono dal reticolo endoplasmatico al complesso di Golgi in maniera non regolata,

cioè automatica, senza aver bisogno di uno specifico riconoscimento. Questo accade

perché le vescicole sono in grado di riconoscere la loro membrana bersaglio. Questa

selettività permette di mantenere una direzione ben definita del flusso vescicolare

attraverso i compartimenti membranosi della cellula.

I 3 compartimenti del complesso di Golgi

Il complesso è costituito da cisterne appiattite impilate e sovrapposte. I tre compartimenti

sono distinti in: regione CIS in rapporto con il reticolo endoplasmatico, regione intermedia o

TRANS, qui le cisterne presentano un aspetto discontinuo e appaiono come una rete di

tubuli, in questa regione le glicoproteine, che costituiscono la membrana plasmatica,

destinate alla secrezione e ai lisosomi vengono raggruppate in diverse vescicole e

trasportate nelle specifiche destinazioni. Le membrane che formano le pareti delle cisterne,

delle vescicole e dei vacuoli sono sempre privi di ribosomi.

Funzione apparato di Golgi

Il complesso di Golgi è preposto:

• Al rilascio delle proteine di secrezione all’esterno della cellula

• Completamento modificazione post-traduzionali

• Sintesi molecole polisaccaride, lipidi, glicolipidi

• Sono presenti enzimi in grado di aggiungere gruppi fosfato, solfato e acidi grassi alle

proteine sintetizzate nel reticolo endoplasmatico

• Smistamento delle molecole sintetizzate nel reticolo e nel Golgi verso la loro destinazione

finale Secrezione cellulare costitutiva o regolata

Secrezione costitutiva: consiste nel flusso continuo, non regolato, di vescicole di trasporto,

dalla regione TRANS del Golgi alla membrana cellulare. Con questa modalità proteine solubili

e polisaccaridi sono rilasciati all’esterno per esocitosi.

Secrezione regolata: le proteine si accumulano nella regione TRANS Golgi, in vescicole di

secrezione rivestiste dalla proteina clatrina e da proteina a questa associata dette adattine. Le

proteine rivestite da clatrina trasportano materiale riconosciuto dai specifici recettori a cui si

lega. Qui il materiale si condensa e si formano i granuli di secrezione che vengono poi rilasciati

per esocitosi quando ricevono il segnale.

I vacuoli giungono alla membrana plasmatica e le loro pareti si saldano. Nella zona di fusione

le membrane si rompono ed il contenuto viene versato all’esterno. Il processo è simile

all’endocitosi in senso contrario per questo viene anche definito esocitosi.

Endocitosi

L’endocitosi consiste nell’internalizzazione di molecole al di fuori della cellula, mediante

formazione di vescicole derivanti da introflessioni della membrana. Le introflessioni sono dette

fossette rivestite (da clatrina o adattine). Il processo è definito endocitosi mediata da recettore

poiché consiste nel trasporto selettivo di molecole riconosciute e legate ai loro recettori.

Lisosomi

Il lisosoma è un vacuolo rotondeggiante contenente enzimi litici o idrolasi acide, e intervengono

nei processi digestivi della cellula. Sono numerosi nei macrofagi e nei granulociti dove

svolgono funzione di fagocitosi. Ma sono presenti in tutte le cellule in quanto svolgono funzione

di digestione del materiale endocitato. La formazione dei lisosomi proviene dall’incontro degli

endosomi tardivi con vescicole provenienti dalla zona TRAN Golgi, contenenti enzimi lisosomali

e proteine lisosomali di membrana. Fagocitosi

La fagocitosi è la proprietà della cellula di internalizzare e digerire particelle solide. Le cellule

dotate di questa proprietà sono dette fagociti (es: macrofagi) emettono pseudopodi e

lamellopodi che avvolgono la particella. Perossisomi

I perossisomi regolano il livello citoplasmatico dei perossidi. Hanno diametro di 0,6-0,7 micron,

contengono una matrice granulare, originano da divisione di perossisomi già esistenti a cui si

aggiungono componenti proteiche.

Svolgono funzioni metaboliche tra cui: produzione e degradazione del perossido di idrogeno e

ossidazione degli acidi grassi. Il loro enzima caratteristico è la catalasi.

Ribosomi

I ribosomi sono la sede della biosintesi proteica, contengono acido ribonucleico e per questo

sono responsabili delle proprietà basofile del citoplasma. Sono particelle dense con un

diametro di 15-20 nanometri. Si possono trovare distribuiti nella matrice citoplasmatica

(ribosomi liberi) oppure adesi alla superfice del reticolo endoplasmatico (ribosomi associati).

Poliribosomi

I poliribosomi sono i ribosomi associati ad una stessa molecola di mRNA. Sono costituiti da

una molecola di RNA messaggero (Mrna) che porta l’informazione ad un numero variabili di

ribosomi a lei associati. I ribosomi hanno origine dal nucleolo.

CITOCHELETRO

Il citoscheletro è un sistema di sostegno alla cellula responsabile del movimento ciliare ed

ameboide, costituisce “l’ossatura” della cellula. Ad esso la cellula deve la capacità di

mantenere o modificare la sua forma, di migrare, di muovere i suoi organelli interni. E’ costituito

da tre compartimenti: microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi, essi sono responsabili del

movimento cellulare il quale si esplica attraverso le ciglia o il flagello.

Microtubuli

Sono elementi del citoscheletro con il maggior diametro (25 nanometri). Hanno funzione di

ancoraggio della cellula e fungono da binari per il trasporto di proteine.

Microfilamenti

Sono le strutture citoscheletriche più dinamiche con un diametro di 6 nanometri, formati da

actina che permette alla cellula di muoversi.

Filamenti intermedi

Hanno un diametro intermedio, sono stabili e costituiti da unità proteiche lineari. Per la loro

composizione chimica sono divisibili in 4 gruppi: filamenti di cheratina, filamenti di vimentina,

filamenti di desmina, filamenti di periferina.

Scheletro di membrana

All’interno della membrana plasmatica di molte cellule è presente una scheletro che la rinforza.

Esso è costituita da 4 proteine di cui la più abbondante è la spettrina ( nei globuli rossi) o il suo