Struttura cellula riassunta: principali funzioni delle varie componenti

DUE MOTIVI

1. Una proteina glicosilata raggiunge un ripiegamento corretto, esplicando così la sua funzione

2. La glicosilazione protegge dall'attacco di proteasi

Sulla base della presenza o meno di un particolare residuo saccaridico sulla struttura polipeptidica, si controlla la qualità della glicosilazione.

Esistono DUE TIPI di glicosilazione:

1. N-Glicosilazione

2. O-Glicosilazione

Le molecole nuove vengono raccolte nelle cisterne, in particolare nelle estremità che si dilatano e che frequentemente si separano, con una vera e propria gemmazione.

Si costituiscono così le vescicole di trasporto che si avviano verso la membrana plasmatica sia per scaricare il contenuto, sia per andare incontro ai meccanismi di secrezione, ovvero si dirigono verso varie direzioni e regioni della cellula.

Le vescicole che si formano per gemmazione periodicamente si fondono alle estremità delle cisterne successive.

Molte di queste vescicole sono rivestite, sulle estremità delle cisterne successive.

proteinelato citosolico, che, tra l'altro, permettono la curvatura dellamembrana; la composizione del rivestimento dipende dal ruolo della vescicola, per cui esistono diverse proteine di rivestimento. Forme di Secrezione cellulare La Secrezione Costitutiva: continua e fornisce, per esempio, proteine di nuova sintesi alla membrana plasmatica nel caso in cui questa deve crescere di dimensioni per poi dividersi. La Secrezione Regolata: è intermittente e le vescicole si accumulano in prossimità della membrana, ma si fondono con essa solo quando la cellula viene stimolata da un segnale extracellulare rappresentato ad esempio da un aumento del livello ematico di glucosio che segnala ad alcune cellule pancreatiche di secernere l'ormone insulina. Lisosomi sono organuli citoplasmatici, delimitati da membrana a doppio strato lipidico ed al loro interno contengono una serie di enzimi idrolitici. Svolgono la funzione di strutture digestive ma possono assumere diverse forme.

più semplice appaiono come vacuoli sferici, presentare forme e dimensioni diverse, in relazione ai materiali che trasportano alloro interno per essere degradati.

SINTESI

Lisosomi primari

I lisosomi primari si formano per gemmazione del complesso del Golgi. I lisosomi primari sono funzionalmente inattivi non hanno pH acido fino a quando non si; in questo caso, fondono con un vacuolo alimentare, o altro materiale da digerire per azione della pompa protonica, diminuisce il pH ed il complesso degli enzimi idrolitici viene attivato: in questa fase il lisosoma viene definito lisosoma secondario.

Enzimi idrolitici

Gli enzimi lisosomali sono in grado di digerire tanti tipi di macromolecole che, trasformate in molecole più semplici, possono essere trasportate nel citoplasma. agire a pH acido. La caratteristica comune degli enzimi lisosomiali è quella di L’alta concentrazione di idrogenioni all’interno dei lisosomi viene mantenuta grazie a una pompa protonica ATP-dipendente.

presente nella membrana che trasferisce ioni H dal citosol all'interno del lisosoma+delimita l'organulo, ; lastessa membrana contiene una varietà di proteine acide altamente glicosilate cheproteggerla dall'attacco degli enzimi.probabilmente servono aGli enzimi idrolitici e i componenti della stessa membrana sono sintetizzati aall'estremitàlivello del RER, successivamente trasferiti all'apparato del Golgi; quiN-terminale, già legata ad oligosaccaridi, quali ilvengono aggiunti zuccherimannosio-6-fosfato che . Da quiviene riconosciuto come segnale da un recettoregemmano le vescicole che contengono gli enzimi lisosomialiI lisosomi intervengono in attività cellulari molto diverse. I lisosomi sono coinvoltinel processo di degradazione e riciclo di:materiale extracellulare, 1- attraverso l'endocitosimateriale intracellulare, 2- attraverso l'autofagia1 Negli organismi unicellulari sono utilizzati nei processi di eterofagia,

che consentono di ricavare nutrimento da piccoli organismi e particelle inglobati in tali vacuoli, si formano tramite fenomeni di endocitosi o fagocitosi. Queste vacuoli alimentari si fondono con i lisosomi, i cui enzimi digeriscono e scindono il materiale in amminoacidi, piccoli zuccheri ed altri monomeri che, passando nel citosol, saranno utilizzati dalla cellula per il proprio metabolismo. Le singole cellule sfruttano i lisosomi anche per la digestione di propri organuli diventati vecchi, o non più necessari o danneggiati, i cui componenti vengono però riciclati. Questo avviene attraverso un meccanismo detto autofagia. Il materiale da eliminare viene avvolto da membrane derivate dal RE, formando una vescicola che si fonde con un lisosoma, originando l'autofagosoma al cui interno avverrà la digestione. In questo modo si opera un rinnovamento interno che permette alle cellule di sopravvivere nonostante i danni derivanti dall'usura o subiti per cause diverse, mentre, contestualmente, alcuni

Componenti molecolari vengono riciclati. Anche altre cellule umane, quali i macrofagi e i neutrofili, utilizzano i lisosomi inattivi come alcuni processi della reazione immunitaria, neutralizzando batteri o residui cellulari. Gli enzimi lisosomiali hanno anche un ruolo di particolare interesse nel rinnovamento e rimodellamento dei tessuti, i cui processi si realizzano con la distribuzione di intere cellule durante lo sviluppo embrionale e durante la metamorfosi di organismi pluricellulari. Il lisosoma svolge un ruolo importante: è ormai evidente che funge da sensore dei nutrienti cellulari, ampliando la visione dei lisosomi da semplici esecutori dello smaltimento dei rifiuti cellulari a sensori regolatori di diverse funzioni cellulari come la progressione del ciclo cellulare, la crescita, la biosintesi delle macromolecole e l'autofagia nelle vie di segnalazione cellulare. Questo complesso macchinario di signaling è composto da complessi proteici localizzati sulla superficie lisosomiale.

evidente e fondamentale ruolo funzionale dei lisosomi è anche rimarcato dall'evidenza di un numero rilevante (circa 50) di patologie determinate da difetti nella sintesi di enzimi lisosomiali:

• Assenza totale
• Presenza dell'enzima ma inattivo
• Enzima sintetizzato ma incapace di raggiungere i lisosomi
• Instabilità a pH acido
• Misfolding (malconformazione nella struttura terziaria)
• Difetto nel trasporto

Determinando a livello dei lisosomi l'impossibilità di degradare uno specifico substrato. Conseguenze:

• Accumulo di metaboliti o sostanze nei lisosomi perdita di funzionalità
• Attivazione di una risposta infiammatoria
• Alterato traffico intracellulare di vescicole, membrane e proteine legate alle membrane
• Alterazione dei meccanismi legati all'autofagia

La diversità delle malattie da accumulo lisosomiale è molto diversificata.classificazioneseconda degli approcci descrittivi usati.Classificazione standard: classificate in base alla natura del materialesonopatologico accumulato. Possono essere suddivise in:Malattie da accumulo lipidico (Malattia di Gauchere e Niemann-Pick) Disordini da accumulo di glicoproteine Mucopolisaccaridosi (inclusa la Sindrome di Hunter e Malattia di Hurler) MucolipidosiClassificazione in base al difetto proteico: classificazioneE' possibile fare unain base al deficit proteico specifico che causa accumulo.Malattie da accumulo di glicoplipidi : Tay - SachsLa , , è una rara malattiagangliosidosi GM2 variante B o malattia di Tay-Sachsdadeposito lisosomiale caratterizzata dall'accumulo di GANGLIOSIDI G2. Igangliosidi appartenentisono alla classe generale dei , particolarmenteGLICOLIPIDIabbondanti nel cervello. Avviene per il deficit dell'enzima esoaminossidasi A.Si distinguono tre forme, in base all'età d'esordio.La forma

infantile (tipo 1) compare tra i 3 e i 6 mesi di vita. Il ritardo psicomotorio si manifesta dopo gli 8 mesi. Nella forma giovanile (tipo 2), avviene tra i 2 e i 6 anni di vita. La riduzione è meno marcata, rispetto alla forma infantile, dell'attività dell'esoaminossidasi A. La forma dell'adulto o cronica (tipo 3) può esordire attorno ai 10 anni di vita ma, spesso, la malattia non viene diagnosticata fino all'età adulta.

I perossisomi sono organuli anch'essi racchiusi da un'unica membrana e contengono più di 50 enzimi coinvolti in un'ampia varietà di reazioni metaboliche. La struttura di questi organuli non sempre permette di distinguerli da altre piccole vescicole o dai lisosomi presenti nel citoplasma. Si formano per gemmazione dal RE liscio. Gli enzimi ossidativi intervengono in vari processi metabolici a seconda dei differenti tessuti in cui si trovano. Il contenuto dei perossisomi sono gli enzimi ossidativi.

denso e cristallino contiene circa I perossisomi sono comparti metabolici specializzati contenenti enzimi in grado di trasferire idrogeno da diversi substrati organici e legarlo all'ossigeno molecolare (H2O2): per la formazione di perossido di idrogeno (H2O2). La reazione di tipo ossidativo produce perossido di idrogeno (H2O2): RH + O2 → ROH + H2O2. Il perossido di idrogeno è altamente reattivo ed ha azione ossidante, per cui viene subito eliminato dall'enzima catalasi attraverso la reazione detta "perossidativa": H2O2 + RH → ROH + 2H2O. A differenza dei lisosomi, che si originano dal sistema di endomembrane, la biogenesi dei perossisomi si attua con un meccanismo che prevede, dopo l'accrescimento dovuto all'incorporazione di lipidi e di specifiche proteine, anche una fase di divisione; per questa proprietà essi apparirebbero simili ai mitocondri e ai cloroplasti, ma non posseggono acidi nucleici e non vi sono.sto paragrafo:

Evidenze di una loro origine da progenitori endosimbionti, dove collaborano i perossisomi svolgono un ruolo metabolico rilevante nei vegetali nella fotorespirazione, con cloroplasti e mitocondri, cioè l'assorbimento fotodipendente di O2 e il rilascio di CO2. Altri perossisomi specializzati e presenti solo nelle piante, i gliossisomi intervengono durante la germinazione dei semi, nella conversione degli acidi grassi per la sintesi di carboidrati da usare come riserva energetica. Perossisomi e gliossisomi vengono compresi in questa origine endosimbiontica.