05/10/14& La Cellula e il sistema membranoso 1& 05/10/14& Citoplasma: ialoplasma e organuli cellulari Citoplasma: ialoplasma e organuli cellulari Fase fluida: matrice ialoplasmatica, ialoplasma o citosol (55%) 1. Fase solida: sistema membranoso interno, organuli e citoscheletro Nucleo Mitocondri RER* REL* e Golgi Lisosomi Perossisomi Sistema colloidale polifasico: • fase disperdente: acqua (85%), ioni, micromolecole • fase dispersa: macromolecole => viscosità variabile, transizioni sol-gel (ioni, pH, T°) 6% 22% 9% 6% 45%& 1% 1% Funzioni: sede metabolismo intermedio • • • • *RE=Reticolo Endoplasmatico (Liscio e Ruvido) glicolisi (glucosio > piruvato) via pentoso-P > sintesi nucleotidi sintesi aminoacidi glicogenogenesi (Involucro nucleare, REL e RER costituiscono un unico grande compartimento => s. membrane interne) * Il Sistema Membranoso compartimentalizza la cellula consentendo lo svolgimento coordinato di molte attività funzionali Sistema Membranoso Genesi… * * 2& 05/10/14& Sistema Membranoso Genesi… * 3& 05/10/14& 4& 05/10/14& Esocitosi ed endocitosi Lisosomi, perossisomi ed inclusi Esocitosi ed endocitosi Esocitosi: secrezione di macromolecole mediante la fusione di vescicole con la membrana plasmatica Endocitosi: internalizzazione di materiale extracellulare Esocitosi: modalità costitutiva e regolata Costitutiva • Non regolata da molecole segnale, continua da RE a Golgi Emivita vescicolare breve (non si accumulano) (Es.: epatociti, fibroblasti, condrociti, …) Regolata • vescicole rivestite da molecole segnale (clatrina e adattine) • mediata da segnali che giungono dall’ambiente extracellulare Emivita vescicolare lunga (si accumulano) (Es.: secrezione cell. endocrine, enzimi digestivi pancreatici, neurotrasmettitori) Inoltre: polarizzata e non polarizzata 5& 05/10/14& Costitutiva non polarizzata: fibroblasto Costitutiva non polarizzata: fibroblasto GAG: HA ChondS DerS KerS Costitutiva polarizzata: cellula caliciforme Small intestine. Alcian blue stain. Magnification 400x Regolata non polarizzata: ovocita in fecondazione Acrosomal Reaction POLARIZZATA (Zona pellucida) Block to Polyspermy NON POLARIZZATA (oocyte membrane) Duo Dig IL 6& 05/10/14& Regolata non polarizzata Tipo GC1 Tipo GC2 Regolata polarizzata Reazione acrosomale Tipo GC3 Regolata polarizzata: neurone Block to Polyspermy 7& 05/10/14& ENDOCITOSI ENDOCITOSI Internalizzazione di molecole dallo spazio extracellulare mediante vescicole che derivano da introflessioni della membrana plasmatica Può essere costitutiva o mediata da recettore Fagocitosi: assorbimento di particelle solide (utilizzo di estroflessioni o pseudopodi => inglobamento => digestione enzimatica Pinocitosi: assorbimento di liquidi Endocitosi mediata da recettore Endocitosi mediata da recettore: clatrina coated pit 8& 05/10/14& Lisosomi • Vacuoli a dimensioni variabili (0.2-0.6 µm) • Contiene enzimi idrolitici e sono riconoscibili con reazioni istochimiche per le fosfatasi acide (marcatore specifico) • pH 5 (per attività enzimatica!) • Vescicole che derivano dal Trans Golgi che si fondono con endosomi perinucleari Lisosoma Biogenesi: > Parte dal RER e passa nel Golgi > Ambiente acido (per attività enzimatica!) > Contiene enzimi idrolitici (identificati circa 40, proteasi, lipasi, glicosidasi, nucleasi, fosfatasi...) In generale nelle cellule: • Attività di digestione all’esterno (eterofagia) o di componenti cellulari (autofagia) • I prodotti digeriti sono reimmessi nel citoplasma o rilasciati all’esterno • I residui non idrolizzabili rimangono nei lisosomi come corpi residui (lipofuscine) Esempi Attività fagocitaria di macrofagi, granulociti neutrofili e monociti Osteoclasti => secrezione degli enzimi per la solubilizzazione della matrice ossea e aumento del Ca2+ ematico Blastula mammiferi => esocitosi degli enzimi dalle cellule del trofoblasto (annidamento dell’embrione nella parete uterina e placentazione) Fagocitosi Autofagia Lisosoma 9& 05/10/14& Perossisomi (microbodies) Lisosoma Dimensioni: 0.7-1 µm In quasi tutte le cellule eucariotiche, animali e vegetali Nei vegetali gliossisomi (+ciclo gliossilato per organicazione carbonio) Nucleoide cristallino: sede uricasi in diversi mammiferi, no uomo e primati (> a.urico) no in uccelli e rettili il cui escreto è urea o a. urico Matrice granulare Nucleoide Perossisomi (microbodies) Perossisomi: biogenesi Abbondanti negli epatociti e nelle cellule dei tubuli renali • Si autoreplicano • Semi-autonomi • Enzimi citosolici perossisomici vengono rivestiti da vescicole REL (“segnale” di trasferimento) Le principali funzioni: metabolismo dei radicali liberi dell’ossigeno (+H2O2>>>) sintesi di colesterolo e altri lipidi formazione degli acidi biliari beta ossidazione degli acidi grassi detossificazione alcolica nel fegato metabolismo dell estradiolo O - OH- Nucleoide 2 Enzimi: Uricasi: degradazione a. urico D-aminoacido ossidasi H2O2 Catalasi H 2O 10& 05/10/14& Mitocondrio • Organuli presenti in tutte le cellule eucariotiche, animali e vegetali • Partecipano al metabolismo ossidativo (respirazione cellulare) • Producono ATP indispensabile ai processi cellulari (trasporto, divisione cellulare, movimento assoplasmatico, ciglia e flagelli ecc.) Mitocondrio Quanti? 1000-2000 per cellula (fino a 30.000 nell’ovocita) Struttura Forma: filamentosa-bastoncellare Dimensioni 0.5 x 1-6µm emivita-: 3-5 gg 2 membrane: M. esterna => spazio perimitocondriale (lipidi 45%) M. interna => creste, camera interna (lipidi 20%) Creste In generale => perpendicolari all’asse longitudinale protozoi, insetti, corticale surrene => tubulari Camera interna: Matrice: enzimi ossidazione a. grassi e ciclo di Krebs Deposito di Ca2+ e Mg2+ DNA anulare (3-5) + RNAs e Ribosomi Mitocondrio Mitocondrio Disposizione funzionale: sarcomeri muscolo striato scheletrico Disposizione funzionale: segmento intermedio flagello spermatozoo 11& 05/10/14& Mitocondrio Mitocondrio Disposizione funzionale: cellula del tubulo prossimale renale • • • • Mobilità: sui sistemi motore, microfilamenti- e microtubuli- mediati Duplicano in G1 autonomamente ripartendosi nelle cellule figlie durante la mitosi emivita 3-5 gg; autofagia Sono indicatori di sofferenza cellulare (alterazioni da tossine e patogeni) Tubulo prossimale renale re-ads Na2+ Creste: forma, numero e stato funzionale Creste: forma, numero e stato funzionale Corticale surrene stimolate ACTH creste tubulari Bassa attività ossidativa: creste lamellari (forma ortodossa) (c. esterna esile, c. interna ampia) Alta attività ossidativa: aumento numero e altezza creste (aumento c. esterna e diminuzione c. interna) ACTH: O.adrenocorticotropo > corticale 12& 05/10/14& Mitocondrio e metabolismo Gradienti di concentrazione Mitocondrio Mitocondrio Semi-autonomia: Origine dei Mitocondri DNA anulare RNAs Ribosomi (procarioti: membrana cellulare, mesosomi) 13& 05/10/14& 3 dominii, 6 regni Cloroplasti Semi-autonomia: Origine dei Cloroplasti Capaci di duplicarsi Procarioti DNA anulare RNAs Ribosomi Eucarioti (procarioti: membrana cellulare, mesosomi) Cloroplasti Mitocondri e cloroplasti 14& 05/10/14& Mitocondri e cloroplasti Inclusi LIPIDI Inclusi Depositi di grasso, gocce lipidiche sparse nello ialoplasma Abbondanti nel tessuto adiposo uni- e multiloculare GLICOGENO Glicogeno ----- glucosio Diffuso o in aggregati (particelle alfa) Abbondante in fegato e muscoli Concentrato in prossimità REL Glicogeno in cellule epatiche (PAS) 15& 05/10/14& Inclusi Cellula Vegetale - Cromoplasti PIGMENTI Melanociti > melanosomi > melanina (Epitelio pigmentato retina, Epidermide, derma...) Lipofuscine: residui digestione cellulare Emosiderina, ferritina: (macrofagi in fegato, midollo osseo e milza): residui eritrocateresi Cellula Vegetale - Leucoplasti (amido) Cellula Vegetale - Vacuolo 16&
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