Le cellule variano per dimensione e forma

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1 Le cellule variano per dimensione e forma Dimensioni cellulari limitate dalla necessità di avere un area superficiale abbastanza estesa da permettere scambi efficaci con l ambiente. Le dimensioni microscopiche della maggior parte delle cellule assicurano quest area superficiale. 1µm= 10-6 m = 10-3 mm Una cellula piccola ha un rapporto superficie/volume maggiore di una cellula grande della stessa forma. 30 mm 10 mm 30 mm 10 mm Area superficiale di un grosso cubo = 5,400 mm 2 Area superficiale complessiva di piccoli cubi = 16,200 mm 2

2

3 I microscopi ci permettono di studiare le cellule Il microscopio ottico (LM, dall inglese Light Microscope) permette di vedere forma e struttura di una cellula. Oculare Lenti dell oculare Lenti dell obiettivo Campione I microscopi sono caratterizzati da potere di risoluzione potere di ingrandimento Lenti del condensatore Fonte di luce Le osservazioni al microscopio hanno permesso di formulare la teoria cellulare

4 I microscopi ottici ingrandiscono le cellule (sia vive che conservate) fino a 1000 volte le loro dimensioni reali. Risoluzione 0,2 µm ingrandimento 1000X LM 1000

5 Tipi diversi di microscopi ottici usano tecniche diverse per aumentare il contrasto ed evidenziare in modo selettivo le varie componenti cellulari Figura 4.1E Immagine ottenuta con un microscopio ottico a contrasto di fase. Figura 4.1F Immagine ottenuta con un microscopio confocale a fluorescenza.

6 Il microscopio elettronico ha un potere di risoluzione molto più elevato (è in grado d ingrandire un immagine anche volte) e rivela i dettagli cellulari sia interni (TEM) che superficiali (SEM) Risoluzione 0.2 nm Ingrandimento X SEM 2000 TEM 2800 Figura 4.1C Immagine prodotta con il microscopio elettronico a scansione (SEM, Scanning Electron Microscope). Figura 4.1D Immagine prodotta con il microscopio elettronico a trasmissione (TEM, Transmission Electron Microscope).

7 Esistono due tipi di cellule: procariotiche ed eucariotiche Procariotica (batteri) Più piccola Più semplice DNA concentrato nel nucleoide non separato dal resto mediante membrana cell Priva di organelli Nucleoide Cellula procariotica Nucleo Eucariotica Più grande Struttura più complessa DNA concentrato nel nucleo (separato dal resto mediante membrana) Molti organelli Colorizzata TEM Cellula eucariotica Organuli

8 Elementi strutturali di una cellula procariotica Ribosomi Capsula Parete cellulare Membrana cellulare Flagelli batterici nucleoide Pili

9 I batteri hanno forme molto variabili ma sono tipicamente unicellulari e di piccole dimensioni Alcuni batteri hanno capacità di formare endospore : sopravvivono ad ambienti ostili in uno stato di dormienza /quiescenza Perdita acqua ridotto metabolismo rivestimento impermebile Sopravvivono molti anni

10 In condizioni favorevoli i batteri si riproducono rapidamente per scissione binaria crescita esponenziale

11 Malgrado la riproduzione batterica sia asessuata esistono fenomeni di sessualità legati a scambio di materiale genetico

12 Alcuni caratteri strutturali dei procarioti (evidenziabili al TEM) Il DNA è su cromosoma singolo e circolare, ancorato a membrana Plasmidi: 1 o più molecole DNA circolare di dimens. più piccole Alcune proteine sono associate al DNA con azione simile agli istoni Mesosomi: invaginazioni di membrana che forniscono ATP (energia); Depositi lipidici, polisacc., P inorg. (granuli) Mesosomi per respirazione e/o fotosintesi

13 la struttura della parete è un carattere morfologico importante per la classificazione in Gram-positivi e negativi La parete cell. degli eubatteri è formata da un particolare polisaccaride: il peptidoglicano. Batteri Gram-pos.:blu scuro con violetto di genziana

14 Biologia e nicchie ecologiche dei procarioti Tutti i viventi possono essere suddivisi in base a fonte di energia e e fonte di carbonio in foto/chemio (fonte energia) auto/etero trofi (fonte C) Modalità nutrizionale Fotoautrofo (fotosintetico) Chemioautotrofo* Fonte Energia Luce solare CO 2 Sostanze inorganiche Fonte di Carbonio CO 2 Fotoeterotrofo* Luce solare Composto organico chemioeterotrofo Composti organici Composti organici Esclusiva dei procarioti Procarioti hanno metabolismi molto diversi e dunque appartengono a tutte queste categorie: es cianobatteri (fotoautrofi); batteri che usano NH 3 e H 2 S (chemioautotrofi); batteri fermentanti (chemioeterotrofi) come animali e protisti. Batteri patogeni (tossine) e parassiti, usati in industria alimentare/ farmaceutica; biorisanamento (trattamento acque reflue); importanti nei cicli biogeochimici

15 Le cellule eucariotiche sono suddivise in compartimenti con funzioni diverse Le cellule eucariotiche sono contraddistinte dalla presenza di un vero e proprio nucleo. Nelle cellule eucariotiche esiste un sistema di membrane interne che suddivide il citoplasma in zone diverse con funzioni differenti, facilitando l insieme delle attività chimiche indicate come metabolismo cellulare. Reticolo Reticolo endoplasmatico liscio endoplasmatico ruvido Nucleo Cellula eucariotica animale Assenti nella maggior parte delle cellule vegetali Citoscheletro Flagello Lisosoma Centriolo Perossisoma Microtubulo Filamento intermedio Mitocondrio Apparato di Golgi Ribosomi Membrana plasmatica Microfilamento

16 Una cellula vegetale ha alcune strutture che sono assenti nella cellula animale, come i cloroplasti e una parete cellulare rigida (formata da cellulosa e/o lignina). Nucleo Apparato di Golgi Reticolo endoplasmatico ruvido Ribosomi Reticolo endoplasmatico liscio Microtubulo Assenti nelle cellule animali Vacuolo centrale Cloroplasto Parete cellulare Filamento intermedio Microfilamento Citoscheletro Mitocondrio Perossisoma Membrana plasmatica Cellula eucariotica vegetale

17 Strutture presenti nelle cellule eucarioti (protozoi e metazoi) procarioti (batteri) cromatina si si membrana plasmatica si si membrana nucleare si no ribosomi si si mitocondri o cloroplasti si no apparato Golgi si no reticolo endoplasmico si no lisosomi e perossisomi si no citoscheletro si no

18 La membrana plasmatica e gli organuli circondati da membrane Componeneti principali delle membrane a) classi di lipidi. -Fosfolipidi: fosfogliceridi e sfingolipidi. - Glicolipidi (abbondanti nelle membrane delle cellule del cervello e dei nervi) (Fungono da Ag riconosciuti da Ac nella reazione immunitaria -Gruppi sanguigni A,B,AB,O: i glicosfingolipidi marcatori della superficie dei globuli rossi) -Steroli (es colesterolo nelle membrane animali) -Fitosteroli nelle membrane vegetali (Batteri e cianobatteri contengono gli opanoidi: grassi con struttura simile). b) diversi tipi di Proteine (enzimi,trasportatori,canali, recettori,ecc.) Proteine circa il 50% lipidi 50% rapportivariabili secondo tipo di membrana

19 La membrana plasmatica rappresenta il confine tra vita ed ambiente esterno inanimato è costituita principalmente da fosfolipidi e proteine organizzati in un modello a mosaico fluido I fosfolipidi sono i principali componenti strutturali delle membrane. Queste molecole hanno una «testa» idrofilica e due «code» idrofobiche. Testa idrofilica CH 2 O CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 O O P O CH O C O C O O CH 2 + N CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH CH Schema di un fosfolipide CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Code idrofobiche CH 3

20 I fosfolipidi formano una struttura stabile a due strati chiamata doppio strato fosfolipidico in cui le teste idrofiliche sono a contatto con l acqua, mentre le code idrofobiche si orientano verso l interno, allontanandosi dall acqua. Teste idrofiliche Acqua Code idrofobiche Acqua

21 Il doppio strato è fluido: i lipidi si muovono lateralmente, ruotano fanno flip-flop Anche le proteine si muovono ma in modo più limitato La fluidità di meembrana è influenzata dalla temperatura

22 FUNZIONE DEL COLESTEROLO NELLE MEMBRANE DI CELL ANIMALI L interposizione delle molecole rigide di colesterolo rende la membrana, a temperature più elevate, meno fluida. Ma, allo stesso tempo, impedisce che la membrana irrigidisca quando la temperatura si abbassa

23 La membrana plasmatica viene descritta come un mosaico fluido. La sua struttura è, infatti, fluida, perchè la maggior parte delle molecole proteiche e dei fosfolipidi può muoversi lateralmente nella membrana. Fibre della matrice extracellulare Carboidrato (della glicoproteina) Glicoproteina Membrana plasmatica Glicolipide Fosfolipide Filamenti del citoscheletro Colesterolo Proteine Citoplasma

24 3 tipi di proteine di membrana: Prot. integrali : immerse nel doppio strato lipidico e mantenute per l affinità dei segmenti idrofobici della prot. con la parte idrofoba del doppio strato lipidico. Prot. periferiche: più idrofile e localizzate sulla superficie di membrana (est o int) dove sono connesse con legame NON covalente. Prot. ancorate ai lipidi: prot. idrofile e quindi si trovano sulla superficie della membrana, legate covalentemente a lipidi

25 Distribuzione asimmetrica dei componenti di membrana La maggior parte dei lipidi di membrana è distribuita in modo altamente asimmetrico tra i monostrati interno ed esterno del doppio strato. L asimmetria è determinata durante la formazione La maggior parte dei glicosfingolipidi presenti nella m. di una cellula animale è ristretta al monostrato esterno i loro gruppi glucidici sono coinvolti in eventi di segnalazione e di riconoscimentotra le cellule. Anche le proteine sono disposte asimmetricamente: gli eventuali gruppi glucidici legati alle proteine di membrana sono rivolti verso esterno, dove partecipano a fenomeni di riconoscimento e interazione con altre cellule.

26 Le membrane contengono Carboidrati sottoforma di Glicoproteine (in > quantità; presenti nella m. plasmatica Glicolipidi: assenti in m.m.i. Funzione: aumentano il carattere idrofilico di lipidi e proteine. Legame O-glicosidico (Ser-Treo) Legame N-glicosidico (Arg) Le catene glucidiche delle glicoproteine formano catene lineari o ramificate di lunghezza variabile: da 2 a 60 unità glucidiche.

27 Funzione dei glucidi di membrana I gruppi glucidici costituiscono siti di riconoscimento - dei recettori - nelle reazioni Ag-Ac - nei fenomeni di adesione cell.

28 Esternamente alla membrana puo esserci una parete come in funghi e vegetali (robustezza, protezione, sostegno strutturale) e/o una matrice gelatinosa formata da zuccheri e proteine, come nelle cell. animali (interazione con altre cellule, protezione) Glicocalice: insieme di gruppi glucidici di glicoproteine e glicolipidi. Tipico delle cellule animali. Forma un rivestimento superficiale che: Glicocalice di una cellula di un epitelio intestinale. protegge la superficie cellulare permette fenomeni di riconoscimento e adesione forma una barriera di permeabilità.

29 Molti organuli cellulari comunicano tramite un sistema di membrane interne Il sistema di membrane interne è un insieme di organuli circondati da membrane che lavorano insieme nel sintetizzare, immagazzinare e distribuire i prodotti cellulari (molecole quali lipidi e proteine). Reticolo endoplasmatico ruvido Vescicola di trasporto proveniente dal reticolo endoplasmatico Vescicola di trasporto proveniente dall apparato di Golgi Membrana plasmatica Nucleo Vacuolo Lisososma Reticolo endoplasmatico liscio Membrana nucleare Apparato di Golgi I vari organuli del sistema di membrane interne sono interconnessi strutturalmente e funzionalmente.

30 Il nucleo è il centro di controllo della cellula Il nucleo è solitamente l organulo più grande ed è separato dal citoplasma tramite l involucro nucleare. l involucro nucleare è formato da 2 membrane e presenta pori ed è in continuità col RE. Il nucleo è il centro di controllo genetico della cellula eucariotica perché contiene il DNA che dirige tutte le attività cellulari. Il DNA è presente come lunghe molecole lineari i cromosomi, associato a proteine Il N di cromosomi è tipico di una specie (es 46 nell uomo) Cromatina Nucleolo Poro Nucleo Ribosomi Membrana nucleare a doppio strato Reticolo endoplasmatico ruvido

31 L organizzazione strutturale del nucleo e dell involucro nucleare. Nucleolo: zona densa di RNA Involucro a doppia membrana, membr.int appoggia su lamina nucleare.

32 La matrice nucleare (nel nucleoplasma) e la lamina nucleare (appena sotto l involucro membranoso) sono strutture proteiche di sostegno al nucleo.

33 La struttura del poro nucleare. Punto di fusione tra le due membrane Simmetria ottagonale Trasportatore centrale

34 Trasporto traffico macromolecolare dentro e fuori dal nucleo. RNA, ribosomi e proteine Passaggio controllato (facilitato o ostacolato) a livello del poro nucleare

35 Il reticolo endoplasmatico (RE) si distingue in liscio e ruvido È la sede di sintesi di membrane, proteine e lipidi Il reticolo endoplasmatico ruvido (RER) ha due funzioni principali: ampliare l estensione del sistema di membrane; assemblare le proteine destinate a essere secrete dalla cellula. RE Ruvido perché associato a ribosomi!! I ribosomi sintetizzano tutte le proteine cellulari. Possono essere liberi o associati al RE I ribosomi sulla superficie del reticolo endoplasmatico ruvido producono proteine che sono secrete dalla cellula, inserite nelle membrane o trasportate in vescicole ad altri organuli. Ribosoma 1 Polipeptide Vescicola di trasporto che si stacca Glicoproteina Vescicola di trasporto con all interno una glicoproteina Catena glucidica Reticolo endoplasmatico

36 RER è anche il sito dove si verifica aggiunta di carboidrati alle proteine Ripiegamento conformazionale di polipeptidi Assemblaggio delle proteine multimeriche Sito di controllo della qualità delle prot. le proteine non buone vengono esportate dal RER per la degradazione La quantità del RE varia a seconda delle cellule, es.: RER + presente in cellule e ghiandole che secernono molte proteine REL + presente nelle cellule che producono ormoni steroidei

37 Il reticolo endoplasmatico liscio (REL) svolge molteplici funzioni Grazie a varietà dei enzimi inglobati nella sua membrana sintetizza i lipidi (acidi grassi, fosfolipidi, steroidi) e le membrane; Detossifica: demolisce le tossine, e i farmaci ( es. gli antibiotici) nelle cellule del fegato; immagazzina e rilascia ioni calcio nelle cellule muscolari: importante per controllo della contrazione. E molto esteso/sviluppato nelle cellule del fegato, nelle cellule muscolarinelle cellule delle ghiandole che producono ormoni steroidei (es ovaie e testicoli : ormoni sessuali) Reticolo endoplasmatico ruvido Reticolo endoplasmatico liscio Reticolo endoplasmatico liscio Involucro nucleare Ribosomi Reticolo endoplasmatico ruvido TEM

38 COMPLESSO DI GOLGI Serie di cisterne appiattite: pila. Il numero e la grandezza delle pile del Golgi variano a seconda del tipocellulare e dell attivitàmetabolica dellacellula.

39 L apparato di Golgi rielabora, seleziona e trasporta i prodotti cellulari L apparato di Golgi è composto da sacchetti membranosi appiattiti impilati uno sull altro che ricevono e modificano i prodotti del RE e li trasportano ad altri organuli o sulla superficie della cellula (per essere espulsi). le proteine e le altre molecole trattate dal Golgi viaggiano come vescicole

40 I lisosomi demoliscono le sostanze alimentari e di rifiuto delle cellule I lisosomi sono sacchetti membranosi ripieni di enzimi digestivi idrolitici (idrolasi) (ph acido). Assenti nelle cellule vegetali I lisosomi svolgono diversi tipi di funzioni digestive. Digestione di materiale nutritivo o estraneo ( es nei globuli bianchi digestione di batteri) pre-inglobato in vacuoli digestivi 1 Turn over proteine ed altri componenti cellulari Autofagia e modellamento embrionale

41 I lisosomi sono anche il centro di riciclaggio degli organuli danneggiati. Due organuli danneggiati all interno del lisosoma Frammento di mitocondrio Frammento di perossisoma TEM Il malfunzionamento dei lisosomi porta a varie patologie dovute all accumulo di sostante non degradate, potenzialmente tossiche (es sindrome Tay-Sachs: degenarazione del sistema nervoso causato da accumulo di lipidi nei neuroni)

42 I vacuoli sono piccoli sacchi che gemmano dall ER, dal Golgi o dalla membrana Hanno diverse funzioni nelle varie tipologie cellulari Le cellule vegetali contengono un grande vacuolo centrale che ha funzioni lisosomiali e di riserva, e dove possono accumularsi prodotti di scarto, tossine o pigmenti florali per attrarre impollinatori Nucleo Cloroplasto Colorizzata TEM Vacuolo centrale

43 Alcuni protisti hanno vacuoli contrattili che pompano all esterno l acqua in eccesso: organuli osmoregolatori. Il vacuolo delle cell vegetali contribuisce alla p. turgore e ai fenomeni di crescita In organismi unicellulari privi di parete, come I protozoi ciliati, i vacuoli contrattili partecipano all osmoregolazione, captando ed espellendo H 2 O in base alle condizioni ambientali

44 Tutti gli organuli visti finora fanno parte del sistema di membrane interne e sono collegati mediante un traffico vescicolare Vari prodotti cellulari sono sintetizzati sul RE e mediante vescicole si spostano verso destinazioni finali Enzimi digestivi nei lisosomi Proteine e lipidi di membrana Proteine per la secrezione Sostanze che si accumulano nei vacuoli *

45 I cloroplasti e i mitocondri, convertitori di energia I cloroplasti trasformano l energia solare in energia chimica I cloroplasti, che si trovano nelle piante e in alcuni protisti, convertono l energia solare in energia chimica, immagazzinandola negli zuccheri. Cloroplasto Stroma Membrana interna ed esterna Grano TEM 9750 Spazio tra le membrane Figura 4.13

46 I mitocondri convertono l energia chimica presente negli alimenti in energia utilizzabile dalla cellula Nei mitocondri avviene la respirazione cellulare che converte l energia chimica degli alimenti in energia chimica di una molecola di ATP (adenosina trifosfato), la principale fonte di energia per il lavoro cellulare. Spazio intermembrana Mitocondrio Membrana esterna NB:Mitocondri e cloroplasi si formano per divisione di mt e clp preesistenti Organelli semiautonomi Membrana interna Creste Matrice TEM

47 Perossisomi Organulo delimitato da s.membrana presente in cellule animali, piante, funghi, protozoi, alghe; non origina dal RE Carattere distintivo: presenza di enzimi catalasi Hanno svariate funzioni a seconda del tipo di cellule, ma comunque hanno la proprietà comune di GENERARE e DECOMPORRE H 2 O 2 nocivo confinato in questo organulo H 2 O 2 tossica per la cellula, ma può essere decomposta in acqua e ossigeno dalla CATALASI. I Perossisomi degli animali possono avere altre svariate funzioni: detossificazione da altri composti (metanolo, etanolo, formiato, formaldeide) catabolismo di sostanze non comuni (D-Aa) e xenobiotici degradazione ossidativa di ac. grassi a catena lunga e ramificata (22 atomi di C fino a C poi mitocondri)

48 Citoscheletro: complessa rete di filamenti e tubuli proteici che si estende nel citosol, dal nucleo alla faccia interna della membrana citoplasmatica Funzioni: sostegno strutturale Mantenimento forma cellulare Movimento cell. ed organuli (cromosomi in mitosi) Adesione e segnalazione cell. Divisione cellulare Associazione con enzimi citosolici? 3 Elementi strutturali principali, diversi per struttura, dimensione, distribuzione diametro monomeri-struttura funzione Microtubuli nm Tubulina α e β Tubo cavo di 13 protofilamenti Microfilamenti 7 nm Actina G actina F 2 catene di actina F intrecciate Motilità cell.(ciglia e flagelli), forma cell., movimento cromosomi e organelli, vescicole Contraz.muscolo, ciclosi, movimento ameboide, divisione cell, forma Filamenti intermedi 8-12 nm Varie proteine 8 protofilamenti dimerici associati Sostegno, forma cell., lamina nucleare,

49 Motilità basata su microtubuli 1. Movimento intracellulare (cromosomi e vescicole) 2. Movimento di appendici mobili (ciglia e flagelli) In organismi unicell. moto e raccolta cibo es protozoi ciliati tipo Paramecium In org. multicell. movimento ambiente circostante o cell. sessuali specializzate es epitelio vie respiratorie per raccolta muco-polvere Ciglia, in genere numerose, battito a remo Flagelli, più lunghi e radi, movimento ondulatorio (da forza propulsiva in ambiente fluido)

50 La struttura interna di ciglia e flagelli è complessa e conservata Gruppi di microtubuli disposti ordinatamente hanno funzione di sostegno e consentono il movimento ondeggiante tipico di questi organuli. Struttura 9+2, i bracci di dineina consentono slittamento reciproco tra le coppie di mt flessione consumo di ATP Coppia di microtubuli esterni Flagello Fotografie al microscopio elettronico di sezioni trasversali Microtubuli centrali Braccia radiali Braccia di dineina Membrana plasmatica Corpo basale (strutturalmente identico al centriolo) Flagello Corpo dorsale TEM TEM

51 chinesina e dineina sono le proteine motrici capaci di camminare sui MT grazie a idrolisi di ATP

52 a) b) I fasci di actina (microfilamenti) che costituiscono l asse portante dei microvilli dell eptitelio intestinale (a) e dei filopodi di macrofago (b) sono ancorati ad una trama filamentosa sub-membrana

53 Il movimento ameboide e il coinvolgimento dell actina Il movimento strisciante di tipo ameboide è tipico di alcuni protozoi, funghi e leucociti (funzione di motilità, nutrimento-fagocitosi, difesa) Si basa su: -emissione di protusioni citoplasmatiche dette pseudopodi -alternanza di transizioni gel-fluidonello stato del citoplasma

54 Citocinesi (divisione) in una cellula animale Il solco di clivaggio è una strozzatura dovuta ad un anello contrattile di microfilamenti: I filamenti di actina scorrono su f. di miosina (consumo ATP)

55 Superfici e giunzioni cellulari Le pareti supportano le cellule e le giunzioni ne consentono l attività coordinata nei tessuti Gli eucarioti sono per la maggior parte organismi pluricellulari, in cui le cellule si devono coordinare per costituire un unico organismo. Le cellule interagiscono tra di loro e con il loro ambiente attraverso la loro superficie.

56 Le cellule vegetali sono sostenute da pareti cellulari rigide fatte per la maggior parte di cellulosa. Tra due cellule vegetali adiacenti si trovano numerosi canali (plasmodesmi), ovvero giunzioni cellulari che formano un sistema di comunicazione all interno dei tessuti vegetali. FUNZIONI E COMPOSIZIONE DI PARETE Rigidità, sostegno tessuti, bilancia P turgore, protegge da patogeni Formata da fibrille di cellulosa immerse in reticolo di emicellulose, pectine e glicoproteine estensine Vacuolo Pareti di due cellule vegetali adiacenti Plasmodesmi Strati di una parete di cellula vegetale Citoplasma Membrana plasmatica

57 Le cellule animali sono prive di pareti cellulari rigide ma la maggior parte di esse secerne uno strato appiccicoso di glicoproteine, la matrice extracellulare. La matrice tiene unite le cellule nei tessuti. In alcuni tessuti prevale su componente cellulare (es osseo, cartilagine, connettivo)

58 Matrice extracellulare (MEC): insieme di molecole secrete da cellula stessa, in genere molecole fibrose e flessibili immerse in matrice amorfa di glicoproteine+polisaccaridi idratata In piante, procarioti, funghi parete cellulare sostegno, protezione In cell. animali MEC motilità, sostegno, differenziamento, adesione, forma e proprietà meccaniche dei tessuti 1. Proteine strutturali (collageni, elastine) MEC cell animale 2. Complessi proteine-polisaccaridi proteoglicani 3. Proteine adesive (fibronectine, laminine)

59 Proteine strutturali: il collagene Il collagene abbonda nei tessuti connettivi conferisce resistenza meccanica (alla trazione) Fasci di fibre fibrille formate da diverse molecole di collagene allineate Il collagene è costitutuito da 3 α eliche avvolte Carenza in vitamina C (acido ascorbico) scorbuto (emorragie, fragilità tissutale) Acorbato=cofattore riducente nelle reazioni di idrossilazione della Prolina

60 Proteine strutturali: l elastina Conferisce elasticità e flessibilità (cute, polmone, mucosa intestinale) elasticità vs rigidità collagene Il rapporto collagene/elastine determina proprietà elastiche del tessuto

61 Costituenti della matrice idratata amorfa: i proteoglicani Proteoglicano: proteina core su cui sono legati covalentemente +GAG GAG=lunghe catene polimeriche di disaccaridi (ialuronato, cheratan solfato, condroitin solfato) Questi composti riempono/attraggono di acqua gli spazi intercellulari Resistenza a compressione

62 Nella matrice sono presenti anche altre proteine (come le caderine, le laminine, le fibronectine) che permettono alle cellule di agganciarsi tra loro e/o su un substrato esterno Sono proteine inserite nella membrana plasmatica che fanno da ponte con esterno Le integrine: glicoproteine transmembrana che integrano MEC con citoplasma

63 Giunzioni cellulari I desmosomi (o giunzioni di ancoraggio e adesive ) tengono unite le cellule tra loro o alla matrice extracellulare. Le giunzioni occludenti uniscono le cellule tra loro formando un sottile strato a tenuta stagna. Le giunzioni comunicanti sono canali che permettono alle sostanze di fluire da cellula a cellula. Giunzione occludente Desmosoma Giunzione comunicante Matrice extracellulare Spazio fra le membrane cellulari Figura 4.17B Membrane cellulari di cellule adiacenti

64 Le giunzioni adesive legano cell tra loro o con MEC Funzione meccanica resistenza a stress meccanici e stiramento (miocardio, epitelio cutaneo) unità funzionale strutturale Caratterizzate da: Proteine di ancoraggio intracell: placca proteica submembrana su cui si associano proteine citoscheletro Proteine giunzione transmembrana (glicoproteine famiglia integrine e caderine)

65 Giunzioni occludenti Definiscono compartimenti separati Formano sigillo continuo lungo perimetro cellulare In epitelio intestinale, dotti ghiandolari, vescica urinaria Formate da serie di creste proteiche strettamente saldate ed intrecciate quasi fusione delle due membrane Il sigillo impedisce passaggio di molecole nei fluidi extracellulari e limita movimento-diffusione di lipidi e proteine di membrana

66 Giunzioni comunicanti Formate dall allineamento di strutture a canale (connessoni) sulle due diverse membrane Ogni connessone delimita canale idrofilico Passaggio di ioni e piccoli soluti comunicazione chimica ed elettrica Muscolo (miocardio) e tessuto nervoso (cervelletto), sinapasi elettriche, rapidità trasmissione impulso

67 Le categorie funzionali degli organuli cellulari Gli organuli eucarioti sono suddivisi in quattro categorie funzionali assemblaggio; demolizione; trasformazioni energetiche; sostegno, movimento e comunicazione tra cellule.

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