La cellula e il sistema membranoso

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1 Genesi Sistema Membranoso La cellula e il sistema membranoso * Sistema Membranoso * 1&

2 Citoplasma: ialoplasma e organuli cellulari Fase fluida: matrice ialoplasmatica, ialoplasma o citosol (55%) Sistema colloidale polifasico: fase disperdente: acqua (85%), ioni, micromolecole fase dispersa: macromolecole => viscosità variabile, transizioni sol-gel (ioni, ph, T ) Funzioni: sede metabolismo intermedio glicolisi (glucosio > piruvato) via pentoso-p > sintesi nucleotidi sintesi aminoacidi glicogenogenesi Citoplasma: ialoplasma e organuli cellulari 1. Fase solida: sistema membranoso interno, organuli e citoscheletro Nucleo 6% Mitocondri 22% RER 9% REL e Golgi 6% Lisosomi 1% Perossisomi 1% 45%& *RE=Reticolo Endoplasmatico (Liscio e Ruvido) (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 Reticolo Endoplasmatico Sistema di cisterne, tubuli, sacculi e vescicole delimitati da membrana plasmatica in continuità con l involucro nucleare Costituito da regioni intercomunicanti che vanno a costituire 3 domini: RE Liscio + tubulare/anastomizzati, senza ribosomi RE Ruvido + cisterne appiattite/sacculi, con ribosomi DOMINIO NUCLEARE (ancorato al nucleoscheletro) * Composizione fosfolipidi e colesterolo: REL > RER 2&

3 Componenti dinamiche: quantità relativa variabile Rugoso Ribosomi associati Liscio SRP: Signal recognition particle: Complesso Riboproteico P54 riconosce SRP e blocca traduzione Complesso SRP è riconosciuto dal recettore SR (proteina di membrana) Attività GTPasica con distacco SRP complex e allocamento su traslocone Ripresa sintesi proteica N-Glicosilazione ingresso: Flippasi Internalizzazione e allungamento dell oligosaccaride Trasferimento alla proteina (oligosaccaride-transferase) 3&

4 RER (rugoso, ruvido o glanulare) SRP: signal recognition particle e indirizzamento nella sintesi di proteine nel REL Lamellare, con cisterne e sacculi appiattiti Attività di sintesi proteica (secrezione, enzimi lisosomiali...) Associazione con ribosomi => consente di internalizzare le proteine neosintetizzate nelle cisterne (SRP) acquisizione conformazioni (II e III proteine chaperones ) modificazione (distacco sequenze segnale, ponti disolfuro fosforilazione, glicosilazione) Prodotti: proteine a secrezione esocrina ed endocrina (ghiandole) immunoglobuline tropocollagene (=> collagene) proteoglicani proteine sieriche proteine di membrana >>> Passaggio al Golgi >>> RETICOLO ENDOPLASMATICO LISCIO Rete tridimensionale di tubuli anastomizzati Funzioni comuni: Trasporto elettroliti (es. Ca) Metabolismo glicogeno Funzioni speciali: sintesi lipidica e steroidea detossificazione cellulare glicogenolisi rapporto con altri organuli (mitocondri e perossisomi) 4&

5 Complesso di Golgi Immagazzinamento, modifica e condensazione delle proteine 3 componenti 1. Cisterne appiattite circolari e impilate (dittiosomi) 3-10 cisterne rivestite da membrana unitaria (REL simile), senza ribosomi polarità: faccia immatura cis e faccia matura trans 2. Micro-vescicole o vescicole di trasporto provenienti dal RER e dirette alla faccia cis 3. Macro-vescicole o granuli di secrezione derivano dalla coalescenza delle vescicole di condensazione della faccia trans micro macro! 5&

6 Autoradiografia e percorso delle proteine secretorie Esocitosi ed endocitosi Traffico vescicolare Esocitosi: secrezione di macromolecole mediante la fusione di vescicole con la membrana plasmatica Endocitosi: internalizzazione di materiale extracellulare Esocitosi ed endocitosi Lisosomi 6&

7 Esocitosi Prodotti cellulari destinti alla secrezione Esocitosi: Modalità: costitutiva e regolata Localizzazione: polarizzata e non polarizzata 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) Costitutiva non polarizzata: fibroblasto Costitutiva polarizzata: cellula mucipara caliciforme Small intestine. Alcian blue stain. Magnification 400x GAG, proteoglicani, HA Duo Dig IL 7&

8 Regolata non polarizzata: ovocita in fecondazione Regolata non polarizzata: ovocita, blocco della polispermia Blocco della polispermia NON POLARIZZATA (membrana dell ovocita) Reazione acrosomale POLARIZZATA (Zona pellucida) Regolata polarizzata Reazione acrosomale Regolata polarizzata: neurone 8&

9 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 Mediata da recettore: specifiche molecole riconosciute ENDOCITOSI Endocitosi mediata da recettore Endocitosi mediata da recettore: clatrina coated pit 9&

10 SNARE proteins e destinazione vescicolare Lisosomi Vacuoli a dimensioni variabili ( 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 Fagocitosi Autofagia 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 dall 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 Ca 2+ ematico Blastula mammiferi => esocitosi degli enzimi dalle cellule del trofoblasto (annidamento dell embrione nella parete uterina e placentazione) 10&

11 Lisosoma Lisosoma s activities - Summary 11&