Ribosomi
Piccoli organelli cellulari costituiti da 2 subunità (subunità maggiore e
subunità minore). Sono i siti della sintesi proteica.
Ogni subunità è formata da rRNA e proteine.
Subunità maggiore
* *
Subunità minore
Sito per mRNA
Sito per tRNA
Sito per tRNA
Sono la fabbrica delle proteine, che a partire dallo stampo di mRNA
procede ad opera di tRNA e di fattori specifici.
Possono trovarsi liberi nel citoplasma (poliribosomi) oppure associati
alla membrana esterna del reticolo endoplasmatico (RE).
Formazione dei ribosomi
Reticolo Endoplasmatico (RE)
Reticolo endoplasmatico: sistema di membrane intercomunicanti
costituito da sacculi e tubuli. Si estende dalla membrana nucleare a
tutta la cellula formando un intricato sistema di cisterne, tubuli e
canali.
Il reticolo è coinvolto nel
trasporto dei materiali
attraverso la cellula.
Esternamente rivestito da ribosomi.
Funzione: sede della sintesi di proteine destinate alla membrana
plasmatica, all’esterno e agli organelli
RE rugoso (RER)
Non è associato a ribosomi.
Funzione: sintesi dei lipidi, sintesi di steroidi (estrogeni, testosterone,
cortisolo) e detossificazione (farmaci e veleni).
Abbondante in cellule ghiandole endocrine (surrenali, gonadi).
RE liscio (REL)
Rapporto fra le cisterne del RER e REL
Rapporti tra sistemi di membrane cellulari
Le proteine sintetizzate dai ribosomi che rivestono il RER
vengono successivamente impacchettate in vescicole che, viaggiando
nel citoplasma, arriveranno all’ apparato di Golgi
Apparato di Golgi
Sistema costituito da pile di vescicole appiattite (cisterne) delimitate da membrana.
Funzione: stazione di raccolta, rielaborazione e smistamento dei prodotti del RE
Riceve dal RE proteine e lipidi impacchettati in vescicole, li modifica
aggiungendo gruppi carboidrato (glicosilazione) e li impacchetta in nuove
vescicole che vengono indirizzate a varie destinazioni finali.
Le vescicole del Golgi trasportano il loro contenuto al varie destinazioni finali:
• membrana plasmatica
• compartimenti cellulari
• spazio extracellulare
Lisosomi: il sistema digerente della cellula
LISOSOMI: vescicole a contenuto acido che si formano nell'apparato del
Golgi e racchiudono enzimi idrolitici attivi nella digestione intracellulare
di materiali ingeriti dall’esterno e di materiali cellulari obsoleti.
Enzimi lisosomali o idrolasi acide: 50 diverse enzimi degradativi che
includono proteasi (digeriscono proteine), nucleasi (digeriscono acidi
nucleici), glicosidasi, lipasi ecc. in grado globalmente di digerire tutti I
principali composti cellulari.
Il pH acido dei lisosomi viene mantenuto, a
spese di energia, da una pompa protonica
nella membrana dell’organello
Tutte le cellule eucariote possiedono
lisosomi (abbondanti nei macrofagi).
Se i lisosomi si rompono, la cellula stessa
viene distrutta (autolisi).
Perossisomi
Vescicole contenenti enzimi che decompongono il perossido d’idrogeno (H2O2)
altamente tossico per la cellula.
Abbondanti nelle cellule del fegato dove detossificano molecole dannose come
l’alcol.
Mitocondri
MITOCONDRI: organelli che costituiscono la centrale energetica della
cellula, sede della respirazione cellulare e della sintesi di ATP.
Respirazione cellulare: processo di demolizione di sostanze organiche
che avviene con liberazione di energia sfruttata per sintetizzare ATP,
necessario alle attività cellulari.
Struttura: hanno forma oblunga,
sono formati da 2 membrane, una
interna che forma creste ed una
esterna liscia, che delimitano uno
spazio interno detto matrice
Membrana esterna: contiene enzimi coinvolti nella sintesi di lipidi
Membrana interna: si estroflette nella matrice formando creste su si
trovano molti enzimi necessari alla produzione di energia (catena di
trasporto degli elettroni)
Matrice mitocondriale: contiene DNA circolare esclusivo dei mitocondri.
Questo DNA dirige la sintesi di alcune proteine mitocondriali che non sono
sintetizzate nel citoplasma della cellula
Mitocondri discendenti di antichi batteri?
Secondo la teoria dell’endosimbiosi sarebbero i discendenti di primitive
cellule procariote che avrebbero instaurato una relazione simbiotica con
l’antenato della cellula eucariote.
Organelli semiautonomi: possiedono un DNA circolare, ribosomi simili a
quelli batterici, sintetizzano alcune proteine.
I mitocondri si dividono per scissione binaria ed in modo autonomo
rispetto alla divisione cellulare.
Negli animali i mitocondri sono trasmessi
per via materna: sono presenti nella
cellula uovo, ma non nella porzione di
spermatozoo che in essa penetra all’atto
della fecondazione.
Il Citoscheletro
Rete di proteine che si estende tridimensionalmente nel citoplasma
e forma l’impalcatura (scheletro) della cellula.
Funzioni del citoscheletro:
•conferisce e mantiene la forma della cellula
•rende possibili e coordinati i movimenti degli organelli
Le proteine che costituiscono il citoscheletro sono organizzate in 3
strutture:
•Microfilamenti (diametro 7nm)
•Microtubuli (diametro 25nm)
•Filamenti intermedi (diametro 10nm)
Confronto tra i componenti
A forma di cavo
10nm
lunghi cilindri cavi
costitituiti da tubulina
25nm
2 polimeri di actina
avvolti a elica, flessibili,
7nm
Funzioni del Citoscheletro
Sostegno e forma alle cellule
Trasporto degli organelli e organizzazione interna
delle cellule
Costituisce il meccanismo locomotore di ciglia e flagelli
Formazione del fuso mitotico e separazione dei
cromosomi
È responsabile della contrattilità in tessuti specializzati
(es. tessuto muscolare)
Microfilamenti
Formati dall’assemblaggio di molte unità della proteina actina
Sono strutture in grado di assemblarsi e disassemblarsi
Sebbene presenti in tutta la cellula, si concentrano
nella zona sottostante alla membrana plasmatica
Connettono complessi proteici ed organelli in regioni
diverse della cellula
Hanno la funzione di binari per lo spostamento
degli organuli ad essi ancorati
Microtubuli
Molto più grandi dei microfilamenti.
Lunghi cilindri cavi formati da subunità della proteina tubulina.
Possono assemblarsi e disassemblarsi facilmente.
Generalmente una delle 2 estremità del
microtubulo è attaccata al centrosoma
Sono componenti essenziali di ciglia e flagelli
La circonferenza del tubulo è formata da
13 subunità di tubulina
Centrosoma
Centrosoma: localizzato vicino al nucleo cellulare, è il punto di
origine dei microtubuli, che da esso si estendono a raggiera verso
al periferia della cellula.
Il centrosoma è costituito da 2 centrioli.
Centrioli: strutture tubulari
formate dalla associazione di 9
triplette di microtubuli
I centrioli si duplicano prima della
divisione cellulare e migrano ai poli
opposti della cellula
Triplette di microtubuli
Filamenti
Intermedi
Dimensioni intermedie rispetto a microfilamenti e microtubuli
Sono costituiti da vari tipi di proteine, tra cui la cheratina
Formano una solida rete nel citoplasma
Si ancorano alla membrana plasmatica al livello
di salde giunzioni tra cellule adiacenti
Ciglia e Flagelli
Appendici cellulari dotate di
movimento e formate da fasci di
microtubuli ricoperti da
membrana cellulare
I flagelli sono lunghi e poco numerosi
Le ciglia sono corte e numerose
Le cellule libere li utilizzano per muoversi
nell’ambiente circostante
Le cellule non libere li usano per spostare
il materiale extracellulare
Ciglia di una cellula epiteliale
Flagelli dell’alga verde
La cellula vegetale
Possiede strutture che mancano nelle cellule animali:
Vacuoli
Parete cellulare
Plastidi
Vacuoli
Grosse vescicole contenenti acqua e sostanze di vario tipo. Diventano via via più
grandi man mano che la cellula invecchia.
Funzione: servono da deposito per
sostanze di riserva o rifiuto, danno
turgore alla cellula, della quale possono
occupare gran parte del volume.
Parete Cellulare
Involucro rigido, esterno alla
membrana cellulare.
Funzione: conferire forma alla cellula, proteggerla e sostenerla.
E’ costituita per la maggior parte da cellulosa (polimero del
glucosio)
Plastidi
Organuli di forma allungata costituiti
da 2 membrane, una interna ed una
esterna. Esistono diversi tipi di
plastidi:
Leucoplasti
Deposito di sostanze di riserva (amido)
Cromoplasti
Deposito di pigmenti colorati
Cloroplasti
complesso sistema di membrane
interne (tilacoidi), dotati di DNA
circolare, contengono la clorofilla,
sono sede della fotosintesi
I Virus
fago
Oggetti biologici (viventi) non costituiti da cellule
Differenzia con altri esseri viventi:
Sono costituiti da una DNA o RNA
Racchiuso in un involucro proteico (capside)
Incapaci di autonoma sintesi proteica
Per riprodursi devono infettare cellule di cui
sfruttano gli enzimi, l’apparato energetico e le
strutture
Sono parassiti endocellulari obbligati e specifici (es. alcuni infettano solo cellule
animali, altri solo cellule vegetali, altri solo batteri (batteriofagi).
Dimensioni: variano da 10 a 300 nanometri (1nm=10-9 metri)
Virus dell’influenza
The single biggest threat to man's continued
dominance on the planet is the virus!
Joshua Lederberg, Ph.D, Nobel laureate
Ebola virus
HIV
HIV