ESONERO DI CITOLOGIA
11 NOVEMBRE 2011
ORE 11.00
AULA T2
PRENOTAZIONI ON LINE
FINO AL 6 NOVEMBRE CHI
NON SI PRENOTA NON
POTRÀ SOSTENERE
L’ESAME
Mitocondri
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Morfologia
• Organelli di forma bastoncellare
– O.5 - 1 µm di spessore
– Fino a 10 µm di lunghezza
• Organizzazione differente in differenti
tipi cellulari
• Network Mitocondriale
– Tutti in comunicazione tra loro
• Elevato numero per cellula
– Epatociti circa 2000
Doppia Membrana
• Membrana esterna • Membrana interna ripiegata
– Liscia
– Creste mitocondriali
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http://www.sci.sdsu.edu/TFrey/MitoMovie.htm
Dimensioni delle
strutture di membrana
Spazio
intermembrana
22 nm
Giunzione
delle creste
28 nm
Diametro
delle creste
30 nm
Diametro punti
di contatto
14 nm
Punti di
contatto
14 nm
Variazioni morfologiche
• Le creste differiscono in lunghezza, forma e
numero, a seconda delle richieste energetiche
della cellula
– Cellule normali
• Creste si allungano per metà della matrice
• Creste corte in corrispondenza di bassa richiesta
energetica
– Cellule Muscolari
• Creste attraversano tutta la matrice
• Creste impacchettate molto strette
• Numero elevato in corrispondenza di elevata richiesta
energetica
“Configurazioni”
Condensate
Alto livello di
fosforilazione ossidativa
Ortodosso
Basso livello di
fosforilazione ossidativa
• Maggior parte delle creste
arrangiate in ripiani
• Nelle cellule secernenti steroidi
Creste Tubulari
Mitocondri “Classici”
Creste a ripiani
Attraversano metà della matrice
Mitocondri Attivi
Creste a ripiani strettamente impilate
Attraverso tutta la matrice
Mitocondri delle Cellule Secernenti Steroidi
Creste tubulari o circolari
Aspetti molecolari
•Le membrane mitocondriali sono
composte principalmente da proteine,
lipidi in misura minore
• Le proteine mitocondriali sono
costantemente rinnovate
• L’emivita delle proteine mitocondriali di
un’epatocita di ratto è di circa 10 giorni
•Piccole quantità di DNA e RNA
Membrana esterna
Ricca di proteine
multipasso dette Porine
Ricordano le proteine
delle membrane
batteriche
Teoria del simbionte
Permettono passaggio
di molecole 500010000 dalton
Membrana interna
Proteine dei complessi respiratori
Proteine mitocondriali
Proteine mitocondriali
Funzione dei Mitocondri
Funzione dei Mitocondri
• Fosforilazione Ossidativa
– Processo attraverso il quale l’ossidazione
dei metaboliti cellulari produce ATP
– Elettroni provenienti da reazioni
biochimiche
– Sistema di proteine di trasporto nella
membrana mitocondriale
– Necessita di ATP-sintasi
• Utilizza gradiente di ioni H+ per generare ATP
Fosforilazione Ossidativa
Fusione e Fissione
• Network mitocondriale in continuo “movimento”
– Proteine specifiche che regolano il fenomeno
– Sono delle GTPasi
• Fusione
– Mitocondri si fondono per formare una rete continua
– Mitofusina 1 e 2, OPA1
• Proteine della membrana mitocondriale esterna
• Fissione
– Mitocondri si dividono
– DLP1 o Drp1
• Proteina citoplasmatica che viene reclutata sul mitocondrio
Fusione e Fissione
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Fusione e Fissione
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Wild type
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Mfn1 mut
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Mfn2 mut
Fusione e Fissione
Fusione e Fissione
Wild type
mutant
Mitofusin
Mitocondri e Citoscheletro
Mitocondri associati al citoscheletro
di actina per il loro movimento
Granuli della matrice
• Accumuli di fosfati di calcio
• Aiutano a mantenere bassi i livelli di
Ca2+ nel cytosol
Distribuzione dei Mitocondri
• Tutte le cellule hanno mitocondri
• La maggior parte dei mitocondri
localizzata nella porzione della cellula
che ha maggior richiesta energetica
• Meno abbondanti in quelle cellule che
lavorano in condizioni anaerobiche
– Alcune cellule muscolari e del sangue
Cellule con pochi mitocondri
• Fibre muscolari
scheletriche tipo II
– “Fibre bianche”
– Contrazione rapida
– Lavorano in condizioni
di anaerobiosi (glicolisi)
• Epitelio della pelle
(squamoso stratificato
cheratinizzato)
– Specialmente le cellule che
non si dividono più
– Funzione protettiva
Neutrofili
• Energia prodotta
attraverso glicolisi
• Ciclo dell’acido citrico
meno importante
• Anaerobiosi è un
vantaggio
– Possono uccidere batteri ed
eliminare residui in zone
scarsamente ossigenate
• Tessuti infiammati o necrotici
Distribuzione dei Mitocondri
• Elevato numero di mitocondri si ritrova
in cellule che:
– Hanno macchinario per muoversi
– Sequestrano sostanze a pH basso
– Pompano una gran quantità di ioni
• Piccoli linfociti hanno pochissimi
mitocondri
• Epatociti ne hanno moltissimi
Epatociti
• Cellule con
abbondanza di tutti
gli organelli
• Metabolismo molto
attivo
• Detossificazione
associata con
produzione della bile
Muscolo Cardiaco
• Contrazione
continua
richiede
molta ATP
Muscolo Scheletrico
• Elevata richiesta
energetica
• Specialmente le
“Fibre Rosse”
Cellule Parietali
dello stomaco Forma “uovo fritto”
• Producono HCl
• Epitelio di
rivestimento
• Mitocondri
necessari per
sequestrare HCl
Cellule cigliate
• ATP necessaria
per il movimento
dei microtubuli
delle ciglia
– Muco nella
trachea
– Oocita nelle
tube
Neuroni pre-sinaptici
• Vescicole contengono i
neuro-trasmettitori
• Mitocondri forniscono energia
per attività sinaptica
Coda degli spermatozoi
• Flagello ha la stessa disposizione
dei microtubuli delle ciglia
• Richiede ATP per il movimento
• Genoma mitocondriale materno
Tubulo contorto prossimale
• Filtrazione renale
• Ioni Sodio diffondono
passivamente
attraverso la
membrana
• Trasporto attivo
tramite ATPasi
sodio/potassio nella
membrana basale
Cellule Ossifile della paratiroide
• Paratiroidi piccole
ghiandole dietro alla
tiroide
• Cellule principali
– Secernono
paratormone
– Rimpiazzate da
tessuto adiposo con
l’età
• Cellule Ossifile
– Funzione ignota
– Aumentano di numero
con l’età
Grasso Bruno
• Produzione di
calore aumentata
in questo tessuto
– Mitocondri hanno
Termogenina nella
membrana interna
• Energia dissipata
in calore che
scalda il sangue
nei capillari
adiacenti
Fissazione chimica
Congelamento
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Corticale del Surrene
• Mitocondri convertono
colesterolo in
Pregnenolone
• Convertito in steroidi nel
SER
Coni e Bastoncelli
• La visione richiede molta energia
• Sintesi proteica e conduzione energetica
Cono
Lipofuscina
Cellula
pigmentata
Bastoncello
Cono
Come si studiano
i Mitocondri
Come si studiano i Mitocondri
Come si studiano i Mitocondri
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