Lezioni, Biologia applicata

CELLULA EUCARIOTICA

EUCARIOTI: dimensione maggiori; alta compartimentalizzazion, ORGANELLI delimitati da

membrana e ognuno con funzioni specifiche.

--> Organelli: RETICOLO ENDOPLASMATICO, APPARATO DEL GOLGI, MITOCONDRI o

CLOROPLASTI, RIBOSOMI, LISOSOMI, PEROSSISOMI, VACUOLI, NUCLEO.

--> Membrane biologiche: MEMBRANA PLASMATICA formata da doppio strato fosfolipidico, con

proteine, glucidi e colesterolo (struttura a mosaico fluido)

NUCLEO Forma rotondeggiante.

Delimitato dal resto della cellula da due membrane che formano un involucro nucleare o carioteca

(divide il nucleoplasma dal citoplasma). Le due membrane formano uno spazio perinucleare, e

esse si fondono in alcuni punti formando il poro nucleare.

COMPLESSO DEL PORO NUCLEARE: struttura altamente organizzata e complessa di natura

proteica.

Lamina nucleare: sottile rete di proteine nella membrana nucleare interna, mantiene la forma del

nucleo ed è sito di attacco dei telomeri durante la meiosi.

Nucleoscheletro: simile al citoscheletro (matrice nucleare)

Sede dell'informazione genetica; contiene le molecole di DNA; sintetizza rRNA nel nucleolo; sede

della duplicazione e della trascrizione; sintetizza gli altri RNA nel nucleoplasma.

RETICOLO Sistema di membrane con organizzazione in cisterne, sacculi e canalicoli (all'interno c'è il lume).

ENDOPLASMATICO R.E. --> continuità diretta con la membrana necleare esterna.

Due tipi:

1. RER (reticolo endoplasmatico rugoso); ricoperto di ribosomi; sede della sintesi di proteine

che poi vengono rimaneggiate all'interno del lume e poi spedite fuori la cellula con le

vescicole

2. SER ("smooth", reticolo endoplasmatico liscio); privo di ribosomi; il lume contiene enzimi che

intervengono nella sintesi degli steroidi a partire da altri lipidi e carboidrati; sede della sintesi

++

di trigliceridi e fosfolipidi; compito di detossificazione da farmaci; sequestra il Ca dal citosol

nel fegato, accumula glicogeno

RIBOSOMI Sia nella cellula eucariotica che procariotica; organelli prici di membrana, formati da rRNA e proteine;

composti da due subunità, una maggiore e una minore (si associale quando si legano ad un

mRNA).

Sede della sintesi delle proteine. Possono trovarsi:

- sparsi nel citosol, per la sintesi di proteine che rimangono nel citoplasma o per i mitocondri

- attaccati al RER, per la sintesi di proteine che fanno parte delle membrane oppure secrete dalla

cellula tramite vescicole.

MITOCONDRI Nella cellula vegetale, la stessa funzione ce l'hanno i CLOROPLASTI.

Ogni cellula può avere un numero diverso di mitocondri.

Forma bastoncellare, delle dimensioni di un batterio --> TEORIA ENDOSIMBIONTICA

TEORIA ENDOSIMBIONTICA: DNA mitocondriale è a singola molecola circolare; il mitocondrio ha

un proprio sistema di trascrizione e traduzione (compresi i ribosomi); sintetizza per proteine e enzimi

utli alla fosforilazione; è dotato di parziale autonomia.

Specializzati nella produzione di energia sottoforma di ATP --> respirazione cellulare: ossidazione

di lipidi e dei carboidrati proveniente dagli alimenti.

Hanno una doppia membrana, separata da uno spazio intermembrana:

membrana interna: forma le creste mitocondriali (la matrice); costituita per il 70% da

• proteine ed è altamente selettiva, non lascia passare quasi nulla; non c'è colesterolo

membrana esterna: probbista di porine, proteine che fanno passare anche molecole di

• grandi dimensioni

COMPLESSO Costituito da pile di sacche membranose appiattite, dette cisterne (ciascuna ha uno spazio interno

DEL GOLGI detto lume; in alcune regioni possono apparire rigonfie in quanto sono piene di prodotti cellulari).

Le pile di cisterne costituisce tre aree:

1. superficie CIS; collocata vicino al nucleo con la funzione di ricevere i materiali contenuti

nelle vescicole di trasporto proveniente dal RE

2. regione mediale; contiene differenti enzimi

3. superficie TRANS; più vicina alla membrana plasmatica, impacchetta le molecole in

vescicole che sono trasportate fuori dal Golgi.

In alcune cellule animali il complesso è localizzato in posizione laterale.

Nelle cellule vegetali e in altri tipi, possono essere presenti più complessi del Golgi, formati da pile

membranose isolate e sparse nella cellula.

Le cellule che secernono grandi quantità di glicoproteine, hanno un gran numero di pile del Golgi.

• nelle cellule animali sintetizzano i lisosomi

quelli delle cellule vegetali producono polisaccaridi extracellulari (utilizzati come componenti

• della parete cellulare)

• processa, smista e modifica le proteine; se assemblate correttamente, sono trasportate dal

RE alla superficie CIS del Golgi con vescicole di trasporto che si formano dalla membrana

del RE; modificate in molti modi, le proteine danno origine a molecole biologiche più

complesse

GLICOPROTEINE: impacchettate in vescicole secretorie nella regione TRANS.

VESCICOLE DI TRASPORTO: si fondono tra loro per formare gruppi che si muovono lungo i

microtubuli verso il complesso del Golgi e dal complesso del Golgi; le vescicole si staccano dalla

membrana del Golgi, trasportanto il contenuto a precise destinazioni; le vescicole che trasportano

prodotti che devono essere esportati dalla cellula, si fondono con la membrana plasmatica (la

membrana delle vescicole diventa parte della membrana plasmatica).

LISOSOMI Organelli separati da una singola membrana.

Piccole vescicole piene di enzimi disperse nel citoplasma (enzimi idrolasi acide, che lavorano con

un pH intorno a 5: fosfatasi, solfatasi, proteasi e peptidasi, nucleasi, lipasi, glicosidasi).

LISOSOMI PRIMARI: si formano per gemmazione dal complesso del Golgi (enzimi idrolitici

sintetizzati nel RER). Quando vengono a contatto con la roba da digerire diventano LISOSOMI

SECONDARI: i componenti digeriti vengono scomposti in modo da poter essere riciclati, ciò che non

viene digerito diventa corpo residuo, che viene esportato fuori la cellula.

CELLULE SPAZZINO: lisosomi che digeriscono i batteri durante i processi immunitari.

PEROSSISOMI Organuli digestivi, simili ai lisosomi, con singola membrana, ma vi si differenziano perchè il loro

prodotto dopo la difestione è molto denso agli elettroni.

Contengono enzimi ossidativi

• per la β-ossidazione degli acidi grassi

che neutralizzano l'acqua ossigenata trasformandola in acqua e ossigeno

• con attività di detossificazione da alcol e altri prodotti tossici, nel fegato e nei reni

•

CITOSCHELETRO Determina la forma della cellula e la sua capacità di muoversi; altamente dinamico e cambia

continuamente.

È costituito da una rete di fibre proteiche, o meglio detto, da TRE TIPI di FILAMENTI:

1. MICROTUBULI: sono i filamenti più spessi del citoscheletro, costituiti da α-β tubulina,

◦ strutture cilindriche cave costituite da 13 protofilamenti e vanno dal centrosoma alla

periferia --> un microtubulo si allunga per addizione di dimeri di tubulina.

DIMERI DI TUBULINA: due gruppi di proteine associale ai microtubuli, chiamate

MAP (map strutturali ancorano l'oggetto da trasportare alle map motrici; map

motrici forniscono energia per il movimento)

coinvolti nel movimento dei cromosomi durante la divisione cellulare; mantengono la

◦ forma e danno sostegno.

2. MICROFILAMENTI (filamenti di actina); fibre flessibili e solide, ciascuna formata da due

stringhe intrecciate costituite da filamenti di actina;

responsabili del mantenimento e del cambiamento della forma delle cellule

◦ contribuiscono al movimento della cellula; coinvolti nella citocinesi (divisione in 2 di

◦ una cellula durante la divisione cellulare)

3. FILAMENTI INTERMEDI: resistenti e flessibili, forniscono sostegno meccanico e

mantengono la forma della cellula

variano per composizione proteica e dimensione nei diversi tipi di cellula

◦ connessi ad altri tipi di filamenti mediante alcune proteine; mutazione dei geni che

◦ codificano per le proteine dei filamenti intermedi rendono la cellula più fragile

→ ENZIMI E METABOLISMO: ENERGIA

MITOCONDRI Sono la centrale energetica della cellula: accumulano l'energia che si libera mediante i processi di

catabolismo sotto forma di ATP.

ATP: molecola che è in grado di conservare l'energia libera sotto forma di energia di legame.

I mitocondri sono organuli sferici o allungati, che presentano:

DNA mitocondriale; una singola molecola circolare, formato da due filamenti (uno spesso e

 uno leggero); questo consente al mitocondrio una semi-autonomia perchè riesce a

In chimica le reazioni sintetizzare ribosomi e proteine

che producono membrana interna; ricca di proteine (che non sono altro che i trasportatori degli elettroni



energia sono reazioni della catena e le pompe F -F ATP-sintetasi) che piegata a formare le creste mitocondriali

REDOX, dove un 0 1

composto (riducente) la matrice è lo spazio interno delimitato dalla membrana interna

◦

trasferisce elettroni ad membrana esterna; ricca in lipidi e in enzimi che degradano grassi e amminoacidi



un altro composto la camera esterna è lo spazio tra le due membrane (spazio intermembrana)

◦

(ossidante).

Gli elettroni si legano Gli alimenti vengono ossidati, i due cofattori NAD e FAD vengono ridotti e diventano NADH+H e

ad un certo livello 2

FADH --> questi grazie a una seire di molecole di intermedie vengono riossidati e cedono i loro

(orbitale); più questo è elettroni all'accettore finale OSSIGENO; l'energia liberata da questa reazione viene utilizzata per

maggiore (cioè +

compiere lavoro, ovvero per trasferire ioni H dalla matrice allo spazio intermembranario; si viene a

esterno) tanto minore + +

è l'affinità che il creare un gradiente protonico che pompe H -ATPasi utilizzano per riportare all'interno gli ioni H ,

composto ha per gli completando il processo di creazione di ATP.

elettroni, e viceversa. Ogni sostanza subirà delle modificazioni prima delle reazioni di ossidazione (nel citoplasma):

Un composto con carboidrati idrolizzati in monosaccaridi --> glicolisi --> formano PIRUVATO

•

bassa affinità tende a

cedere gli elettroni ad lipidi idrolizzati in acidi grassi e glicerolo --> β-ossidazione --> formano PIRUVATO

•

uno con maggiore proteine idrolizzate in amminoacidi --> deamminazione --> formano PIRUVATO

•

affinità: il trasferimento acidi nucleici idrolizzati in nucleotidi --> formano PIRUVATO

è caratterizzato da •

liberazione di energia. Il piruvato formato entra nel Ciclo di Krebs nella matrice mitocondriale.

Processo di ossidazione di un monosaccaride con formazione di 2 molecole di piruvato

GLICOLISI -->

GLUCOSIO →(+ATP +ENZIMA) → GLUCOSIO 6-P → (+ENZIMA) → FRUTTOSIO 6-P → (+ATP +ENZIMA) → FRUTTOSIO 1,6-P

→ (+ENZIMA) → DIIDROSSIACETONE + GLICERALDEIDE 3-P

1° FASE D