Appunti di biologia cellulare per esame prof Ranzato, Appunti di Biologia Cellulare

Scarica Appunti di biologia cellulare per esame prof Ranzato e più Appunti in PDF di Biologia Cellulare solo su Docsity! o n a Gell Signaling i segnali per loro natura non attraversano la membrana plasmatica. si ùi Questa avrà sulla sua superficie un receltore che verra percepito cal segnale, Le cellule comunicano tra di oro riasciando dei segnali chimici, questi divisi in: e Ensocrin: segnalazione a grandi distanza tra chi produce e chi percepisce Il segnale rierto nante = Autocrini: la cellula stimola se stessa, funziona sia da segnale che da bersaglio Paracrini: “a breve-distanza tra la cellula bersaglio è la cellula segnale ‘Percezione del segnale Meccanismo di rasterimento del segnale dalla merbrana al nuckeo —>trasduzione. el segnale 3)Aisposta da parte dell cellula Da cosa sono fatt segnall Proteine, peptidi, amminoacidi; nucleotidi, steroidi, gas disciolti (es ossido nitrico) a derivati degli acidi grassi. Queste possono essere: Idrosolubili —> sìsciolgono inacqua e nonattraversano la membrana; necessitano quindi di un recettore Lposolubii —> si'scioigono poco in acqua ma molto bene nelle membrane cellulari Esistono due tipi di recettori a seconda della loro localizzazione cellulare: recettori ransmembrana e recettori intracelllai: II n Canali ionici: l recettore funge: arriva la molecola e lo ione passa al suo interno Logai ale proteine È (GPONI recettori legt a protsine Ge (ual'unzionano ce rasurii el segnate. Queste s0n0 proteine mutipasso formato ca are 3 roteno: ita (elemento più importante), Ad attività enzimatica ntrinsoca: attiva a raduzione del segnale. esempio recettori irosina chinasi (aggiungono un gruppo fostato al'amminoacido tirosina dlla proteina bersaglio) La risposta di una cellula può essere rapida (l Segnala influenza l'attività delle proteine già presenti nella cellula bersaglio) e lenta (cambiamenti espressione. genica e sintesi di nuove protiene) Secondi messaggeri Gli amplificatori di segnale possono produrre 3 tipi di secondi messaggeri: molecole idrofobiche; molecole iatafle e molecole gassose: Secondo messaggero AMP cizico, L'ATRAACRONE IENA Ica EIRooa Avo grUPpMoSitTO prasor AMP cofeo e partie aapATR AMP cicico commicezonia PIKA (protein chinasi A) e inzia a fosforare Altro secondo messaggero: Fosforlasi chi [fosfato da parte di PKA: Aresine: prole che si mettono ra receltre ativato e la prolelna G, pecistono al prote G i andare ac interagire Recettori associati a protsina G possono accendere l'amplificatore PLOy (fosfolipasi C gamma) che libera due secondi messaggeri —> DAG (diacil glicerolo, lipide, rimane nella membrana plasmatica) e IP3 (nositolo trifosfatto, zucchero con 3 gruppi fostato). -l DAG recluta affianco a lut una proteina chinasi PKC;-che inizia a fosforilare una serie di proteine bersaglio. -IP8 ha lo scopo di raggiungere i recettori che si trovano sula membrana ciel SER, dopodiché diffonde l0 Malatie legate a un disturbo della proteina G Sala ia iii Retinite pigmentosa: celle ci fa luce: po -C02+ come messaggero intracellulare: importanti le calmodiuline, famiglia di protiene dipendenti dal calcio importanti nei processi di segnalazione intracellulare. La calmedulina nduce l'attivazione dell'ogsido nitrico sintasi. i quale porta ala produzione dell'ossido nirico. So la fuoriuscita cl calco dal reticolo non vene contenuta possiamo andare incontro a uiciclo celare «Ossido di azoto/ossido nitrico come messaggero intracellulare: attraversa facilmente le membrane cellulari. utilizzato come secondo messaggero nel sistema dei vasi sanguigni ficeltori acconalatia enzimi a il cettora (proteina iransrembrana monopasso) ha un'attività enzimatica propria di ipo chinasi, in grado di fosforiare delle protiene bersaglio. Questi vengono chiamati recettori trosin chinasi (ATX e si travano sulla membrana plasmatica. La tirosina è l'amminoacido che viene fostoriato (a cui viene attaccato il gruppo fosfato) NB: La trasformazione tumorale si accompagna adi un eccessivo aumento del recettore tirosin chinasi. Atipologie di recettori. fattori trascrizionali Il recettore trosina chinasi modula la trascrizione della cellula «proteine adattatrici: il recettore tirosina chinasi fostorla una proteina adattatrice (GRB2) © attiva la proteina G RAS. Ras quando viene attivata prende GTP e accende una cascata di eventi intracellulari che passano attraverso la fostorilazione —> cascata Ras-MAP chinasi, “proteine d'attracco: questa proteina viene fosforilata e a sua volta recluta altre proteine per attivare una cascata di eventi «proteine segnale ad attività enzimatica: i recettori reclutano altre proteine, esempio la fostolipasi © gamma, e inducono la produzione di secondi messaggeri NB: Esempio di recettore tirosina chinasi: recettore dellinsulina (presente nelle cellule del fegato), sì associa a piccole protiene di attracco chiamate “Substrati del recettore per l'insulina (RS)". Meccanismi di morte celare Le cellule possono subire due danni: ‘Subietale: la cellula riesce a far fronte a questo danno adattandosi in modo reversibile, sî può andare incontro a ipertrofia {aumento di cellule del tessuto) 0 atrofia (diminuzione) Letale: Necrosi morte cellulare violenta e improvvisa, la cellula esplode e li materiale si disperde, danneggiando così le cellule vicine. In una cellula che va incontro a necrosi si osserva una (LT ic iii a Eventi caratteristici del'aponiosi: Il citoplasma si contrae, la cromatina si degrada ii modo regolare fadderinia) così come le protiene del nucleo, la cellula si contrae e si verificano cambiamienti della membrana plasmatica che favoriscono la fagocitsi. Abbiamo infine la formazione di corpi apoptonici. -Recettori di membrane “Proteine pro e anti apoptoniche: i trovano nel citosol dove agiscono da sensori di danno cellulare, queste migrano alla superficie dei mitocondri dove si trovano le proteine anti apoptoniche Bcl-2 e l'inerazione ira questi due gruppi di proteine porta alla perdita della nornale funzione delle protiene ad attività anti apopionica e alla formazione di pori sulla membrana mitocondriale, on rlascio di citocromo G e alire molecole pro apoptoniche dello spazio intermembrana. «Proteine liberate dai mitocondri -Protein Caspasi —> proteasi attivate appena prima dell'apoptosi, responsabili nell'innesco della maggior parte dei cambiamenti della cellula durante apoptosi. Queste di divicono in due gruppi: caspasi inizatrici (danno l'avvio alla morte cellulare programmata, queste sono le caspasi-2,8,9 e 10) e caspasi effettici(caspasi-3,6 e 7, queste degradano le proteine e gli elementi cellulari. Le caspasi sono prima in forma inattiva “pro-caspasi”. L'attivazione della può avvenire in due mi “Via di attivazione estrinseca = apoptosi iniziata per problemi sort l'interno della cellula. ll daminio di morte accende la caspasi 8 e 10, le quali attivano le caspasi effettrici rimuovendo ll pezzo iniziale regolatorio -Via di attivazione intrinseca = questa parte dal mitocondrio che rilascia degli stim È regolata da proteine appartenenti ala famiglia Bet-2 Anoatosoma: complesso muotipratelco formato da citocromo C. pro caspasi 9, ATP e da una proteina citosolica Apa. Snelusioni cellulari una di queste è ta ipotuscina ‘non hanno funzione specifica, possono stare 0 nel citoplasma o in qualche organello specifico come nei lisososmi. Sono di due tipi: esogene (materiali assunto dall' esterno) —> Normalmente parliamo di materiali nocivi, come carotene (causa il colorito arancione della pelle), metalli pesanti (piombo ed argento) 8 asbesto, siliconi, carbone e polvere. endogene (materiali che la cellula ha prodotto) —> Molte cellule del nostro corpo assumono goccioline lipidiche che si trovano dentro al citosi, la loro presenza però a volte diventa eccessiva e si va incontro a “steatosi” 0 “fegato grasso": accumulo di trigliceridi nelle cellule del fegato. il quale aumenta di dimensioni e appare più blanco. FEGATO STEATOSICO Queste gocce lipidiche al microscopio appaiono (come delle zone molto chiare come se fossero dei buchi. Glicogeno ll glucosio si accumula come sostanza di riserva sottoforma di gicogeno; che è una grande macromolecole. Sindrome di pompe: causata dall'assenza dell'enzima che deve staccare glicogeno. Cristalloidi Strutture di natura protelca che possono ricordare gli Occhi i gatto. Gi sona due cellule che accumulano cristalli: cellule eosinofili (sono cale fagociti che aiutano hell infezioni da parassit) 0 cellule ci leydg (cello presenti olo nell'uomo che producono testosterone, sostengono la spermatoganesi) Zimogeno —> precursore inattivo di un enzima che verrà rilasciato. Esempi di Zimogeno «Enzimi pancrestici: cellle del pancreas accumulano enzimi pancreatici sottoforma di zimogeno -Pepsinogeno, precursore della pepsina: enzima prodotto dalle cellule dello stormaca che sta in un ambiente fortemente acido -Mucinogeno: precursore cella mucina; glicoproteina presente nei secreli mucosi del ratto respiratorio e gastro-intestine. -Gellule calciformi, precursore del muco, fatto da proteine glicosilate che richiamano acqua. La colorazione rossa dalle cella dell'apparato respiratorio caletorme |} mette in evidenza la gicoslazione delle proteine Saremo Mtitocondri Subito dopo il nucleo sono gli organelli più grandi, sono le centrali energetiche delle nostra cellule a la secie della respirazione cellulare. contengono ribosomi (mitoribosom) e hanno organizzazioni differenti a seconda del lipo cellulare. Hanno una doppia membrana: «Estera (membrana mitocondriale esterna] è liscia ed è a contatto con i itosol, ha un'elevata permeabilità garantita dalla presenza della porina (protiena canale che permette al materiale di passara cal citosol all’interno del mitocondrio e viceversa), contiene protiene e enzimi ec è fatta al 50% da lipidi astatiiicolina), non abbiamo la presenza di colesterolo (tipico dei batteri) “Interna (membrana mitocondriale interna) è ripiegata su delle creste mitocondriai, ha un'elevata impermeabilità, anche questa non contiene colesterolo, ira suoi fostolipidi troviamo anche la cardilipina (presente solo nel mondo del procarioti Le membrane sono separate dalla spazio intermembrana: è una soluzione gelatinosa simie al itosol e accumula ioni H+ durante la fostorlazione, Nella marce del mitocondrio avviene il ciclo di krebs, cascata di eventi che consuma completamente i glucosio per produrre energia. ll mitocandrlo è la seconda cellula oltre l reticolo endopiasmatico liscio: ad accumulare ioni calcio. Questi accumuli di calcio l roviamo sottoforma di granuli dela matrice. Configurazione condensata/mitocondri attivi: tutto lo spazia del mitocondrio è occupato dalle creste e quindi ha molta energia da produrre, esempio delle cellule muscolari Configurazione ortodossa/mitocondri classici: Poche creste, bassa quantità di energia Mitocondri delle cellule secernenti steroidi: mitocondrio con creste: tubulari, deputati alla creazione di ormoni steroidi 1 mitocondri vanno incontro a cicli di fissione e fusione Fissione: ll mitocondrio si divide in due (duplicazione cellulare e aumento dell'attività respiratori). Si forma una sorta di restringimento che strozza il mitocondrio producendo così due mitocondri specllici viene colnvolta a volte una protiena Drp1, la quale aiuta Il mitoconidrio a separarsi. Fusione: due mitocondri più piccoli sì fondona tra di lora (diminuzione del'attività respiratori). In alcuni processi di fusione sona coinvolte delle protiene, come la mitotusina 4 ‘2,0 la protiena della membrana interna OPA1 NE: Mitofagia: autofagia specifica di un mitocondrio Mitagenesi: formazione del mitocondrio Ipotesi endosimbiontida, la più accreditata > secondo questa ipotesi i mitocondîi ei cloroplasti deriverebbero da antichi procarioti/batteri che si sono introdotti in cellule più grandi —> Ipotesi valida perché mitocondri e batteri hanno: DNA simile, mitoribosimi simili a ribosomi ci batteri, sensibilità dei mitoribosomi agli antibiotici ua | mitocondri producono energica sottoforma di ATP. nucleotide modificato “adenosinatritostato” staccando i più esterni di questi gruppi fosiato si libera energia, e ADP. adfeninadifostato Metabolismo anergetico 1)l iucosio nel citosol va incontro a un ciclo di reazioni chiamato glicalii, che lo trasformano in piruvato, quale produce 2 molecole di ATP. 2) ll piruvato può entrare nei mitocondri © essere trasformato in acetii coenzima A, la prima molecola del cicio dell'acido citrico 0 ciclo di Krebs 9) Gola di krebs: serie di reazioni enzimatiche, anche questo produce 2 molecole di ATR. 4) Produzione di 32 molecole di ATP da parte degli elettroni presanti nella matrice | mitocondri hanno una piccolissima molecola di DINA, el sono da 2 a 10 molecole di DNA circolare, privo di istoni e introni. Gontangono 27 geni, codificano per 18 proteine; 22 1ANA © 21ANA. Dato che il‘ DNA mitocondriale non ha istoni, ha delle conseguenze importanti: «Mutazioni, errori della macchina repiicativa -Meccanismi di riparo meno efficienti Tutto ciò fa si che alcune patologie genetiche siano originate da alterazioni della funzione mitocondriale. Elteropiasmis: coesistenza di molecole di DNA mitocondriale di tipo normale e mutato all'intero della stessa cellula 0 di cellule vicine, Lornconso storico del AN | NB:Le sequenze di nucleotidi del DNA sono state scoperte da Miescher Esperimento di Friedrick Grifitt Egli scopre che esiste un principio trasformante, ovvero un'informazione genetica che si trasmette di cellula in cellula, così fa esperimenti sull streptococcus pneurmoniae, usa due ceppi, Il primo uccideva i topi (ceppo S); l'altro non causava polmonite e lo chiama ceppo R. Un giorno mischia batteri inattivi del ceppo S pericolosi con quell attivi non pericolosi del ceppo R.e li inietta nei topi uccidendoli. notò così che il ceppo S trasmetteva qualcosa anche al ceppo R facendo sì che anche quello causasse la morte. Esperimento di Avery. McLosd e MoGarthy Ripropongono l'esperimento di Griffith e separano lipidi, protiene; acidi nucleici e polisaccaridi, in questo modo cercano di capire qual'è il principio trasformante e scoprono assere Il DNA. Esperimento con halteriofaci T2 e E cl. fatto da Herahey a Chase bateriofago;irus che infettano le cellule eucariote con strutture molto semplici fatto da acido nucieico circondato da una capsula di protiene Questo esperimento provò definitivamente che il materiale genetico è costituto da DNA e nor da proteine: Scoperta di Rosalin Franklin È stata una chimica e cristallograla britannica, scopre che il DNA è composto da due catene, le quali sono avvolte ad elica intorno ad un asse e la distanza tra le eliche è 2 nanome! Watson e Crick costruiscono il primo modello tridimensionale di DNA basandosi sui risultati dei iavori di Rosalin Franklin e Wilkins che avevano studiato la struttura del DNA usando la cristallografi a raggi X. Loro propongono un modello di organizzazione dello spazio del DNA => modello del DINA a dop pia elica; ll primo nucleotide del fiamento ha i 5° ibero e la timina, lultmo nucleotide ha il carbonio 3° libero. | ciue filamenti del DNA hanno aridamento antiparalello (uno 5° —> 9” l'altro 9° —> 5') è permette di accoppiare al meglio le basi azotate. Legami a idrogeno ira le basi azotate = legami deboli Funzioni DNA -Depositario informazione genetica —> materiale genetico duplicato e trasmesso alle cellule figlie “organizzazione dall cellula —> contiene le info per la sintesi di tutte le prottene dell'organismo Ogni tratto di DNA che porta l'informazione per la sintesi di una proteina prende il nome di gene. All'interno del genoma abbiamo circa 27-30 mila geni. — > richiede un gran dispendio di energia Si divide in tre stadi principali: “srotolare la coppia elica di DNA in modo tale dia far fungere da stampo entrambi i filamenti “appaiamento delle basi complementari «unione dei nuovi filamenti, man mano che la duplicazione va avanti il DNA deve essere subito ricompattato Ci.sono 3 modelli di duplicazione dei DNA “modello semiconservalivo: lamolecola di DNA si apre,.un filamento funge da stampo per un flame nio nuovo, e filamento vecchio funge da stampo per un altro filamento. Questo è ilmodello più valido di replicazione del DNA. “modello conservativo: la molecola si apra e si formano due molecole di DIVA, i due filamenti originali si no chiusî su se stessi a anche i due filamenti vecchi -modello dispersivo: molecola di DNA originale da due molecole figlie che sono una rimescolanza tra pezzi di famenti originali è pezzi di flamenti vecchi Protiene che collaborano perla duplicazione del DNA -Topoisomerasi. protiene che aiutano a distendere i DNA evitando che sia troppo avvolto. Queste lavorano a monte del punto in cui Elicasi: utilizza energia e rompe i legami a idrogeno tra le basi azotale -Protiene SSB. stabilizzano un filamento e legano le altro rogioni ci DA a singolo filamento, al fine di prevenire i raddoppiamento con un altro singolo filamento DNA polimerasi: gruppo ampio di protiene che aggiungono nucleotide su nucleoitide; costruiscono ilvero e proprio filamento di DNA. DNA ligasi. enzima In gradodi legare due frammenti di DNA che hanno subito una rottura a doppio filamento ‘avvenendo l'apertura della doppia elica. : struttura che appare durante la replicazione: del DNA quando l'anello si-apre. In ciascuna forcella. il distacco tra le due eliche avviene ad opera di un: ‘enzima chiamato elicasi. Frammento di Okazaki: breve frammento di DNA sintetizzato attraverso la catalizzazione dalle DNA polimerasi durante la replicazione da parte del filamento lento —> iiamento ritardato, è la copia di DNA sintetizzata sullo stampo che ha direzione 5'—->3', questa catena polinucieotidica, avendo direzione 3°—>5' non potrà essere sintetizzata In maniera continua ma sotto forma di frammenti, i filamenti di Okazaki, ognuno dei quali inizia all'estrernità 3° © libera un primer di RNA Genotipo: Informazioni contenute nel DNA N. Fenotipo: caratteristiche in cui l genotipo si esprime Trascrizione del DNA informazioni genetiche trasferte dal DNA all'ANA “operata da un complesso di protiene chiamate RNA polimerasi. La trascrizione avviene all'interno del nucleo e uno dei tre tipi di RNA che viene porodotto è I'mRNA. 8 tipi di ANA: SIBNA: transfert mRNA: messaggero {INA ribosomiale —> Gli RNA transier 0 {RNA sono in grado di leggere codice genetico e sanno quale amminoacido devono inserire. Una volta prodotto mRNA, va incontro a un processo di maturazione di mANA geni degli sucaiti ono could sequenze nucisotiiche codiceni chiamate sson narclate a regioni no codificanti chiamate intori. it esoni che inroni vengono trescriti e I'RNA che si forma viene detto trascrito primario. Il macchinario della sintesi proteica però può tradurre solo gli mRNA che contengono segmenti codific continui, quindi, i trascritti primari devono subire il processo di maturazione perché avvenga la traduzione in proteine. : aggiunta di adenine —> processo che contribuisce alla maturazione dellmRMA e consiste nell'aggiunta di un numero elevato di adenine all'estremità 3' della catena. Spiicing: processo in cui le protiene dello splicing 0 spliceosoma tagliano | nucleotidi degli introni e uniscono quelli dagli esoni. Splicing alternativo: alcuni infroni non vengono rimossi e quindi cambia l'informazione — informazioni genetiche trasferite da RIA a protiena. Filamento letto a triplette; cioò a sequenze di 3 nucleotidi 0 ‘aodoni” ll Godice genetico è universale e ridondante: universale perché ciascun amminoacidi è codificato dalle stesse triplette in ogni organismo vivente. Ridondante perché uno stesso amminoacido è codificato da più di una trpletta Cadone di inzio: AUG, primo codone che il ribosoma conosce e guida l'inserimento dell'amminoacido metionina. UAG.UGA a SAU: cocioni di stop. Segnalano l'estremità della catena del polpaptide durante la traduzione. Questi codoni sono anche detti codoni di chiusura perché norr codificano per nessun amminoacido. ciascun HRNA contiene un anticodone (tripletta di basi azotate) che sì appaia con codone presente sull''nANA Cromosomi: massimo livello di compattazione di DINA, il modo in cui loro si organizzano varia da organismo a organismo, abbiamo 46 cromosomi, 23 coppie. Maschio XY Femmina XX. Leucemia mialcide cronica: creazione di un eromosoma particolare il cromosoma Philadelphia. Dus cromosomi si uniscono tra di loro causando così la proliferazione incontrollata dei linfociti. Infondo a ogni cromosoma c'è una sequenza ripetuta di DNA: TTAGGG Telomeri: estremità dei cromosomi, ogni volta che la nostra cellula si divide perde una piccola parte di DNA all'estremità dei cromosomi e i telomerì si accorciano. Mano mano che si accorciano diventano appiccicosi, e quando diventano troppo corti la cellula va incontro a senescenza (invecchiamento) non si dividle più, Elisabeth Blackburn ha vinto il premio Nobel per la medicina e la fisiologia per associare all’accorciamento dei telomeri anche l'accorciamento della vita delle nostre cellule ‘Accorciamento del telomnero = essenziale per la vita della cellula, gli permette di sapere a che punto della vita è e quante divisioni cellulari ha ancora ha disposizione Alcune cellule del nostro corpo hanno dei telomeri che non si accorciano: cellule tumorali e cellule staminali (nanno modo di tenere stabili i loro telomeri e sono in grado di produrre nuove cellule Queste cellule hanno la “Telomerasi”: enzima che ha funzione di allungare i telomeri per tenere la lunghezza stabile. Detto anche enzima dell'immortalità. Specie cellulari senza nucleo: Eritroett; non hanno nuoleo inmado tale da avere più spazio per ospitare l'emogiobina, Hanno vita breve; nascono da cellule staminali del midollo 0sseo, durante lo sviluppo gli erirobiasti precisioni degli rirocit) perdono il nucleo nell'eritropolesi (processo di maturazione degli eirtrociti nei milollo 05880). Corpi di Barr: cromosoma sessuale X in forma molto più compatta e spiralizzata: Dato che le femmine hanno due cromosomi X, uno viene inattivato. Oiclo cellulare e mitosi: momento in cui una cellula si divide e da una cellula madre hanno origine due cellule figlie. 4 fasi compongono il ciclo vitale di una cellula eucariotica standard: - 61: fase più importante. Qui la cellula cresce di dimensione e sintetizza i componenti del citoplasma e degli organelli. Può durare qualche ora 0 tutta la vita di una cellula. - Fase S: momento cruciale, qui ci Sono le condizioni di stimoli per dividersi; qui abbiamo la Sintesi e la duplicazione del DNA e il raddoppiamento dei cromosomi, tutto ciò dura ualche ora = A ES O VESSO SORO IRN IRINA OF ENO (NTE NO VOO SZAN GITANA OSO necessarie ala mitosi. - Fase M: fase in cui ca una cellula madre hanno origine ciue cellule figlie identiche con lo stesso patrimonio gonetico. Questa fase si divide in mitosi (segregazione cei cromosomi i quali vengono trascinati nel fuso mitotico al due poli opposti della cellula) e citodieresi (divisione del citoplasma, del nucleo e degli organelli cellulari). Tra una mitosi e quella successiva si paria di interfase (fase G1, Se G2). Le cellule che rimangono per sempre in G1 rimangono nella fase GO (Gap zero]. La fase HM dal ciclo cellulare rappresenta la mitosi, è un processo continuo, senza pause che porta alla forrnazione di due cellule figlie. Questa si divide in 5 fsi - Profase: cromatina si condensa rendendo visibili due cromosomi, ciascuno formato da due cromatidi fratelli, tenuti insieme dal centromero. | cromosomi devono essere ‘agganciati a delle protelne—> | filamenti microtubuli | microtubuli a questo punto si riorganizzano al-due lati della cellula allungandosi verso 1 cromosomi, formando così fuso mitotico. Centrosoma/centro organizzatore dei microtubuli: struttura dove i microtubuli sono ancorati - Prometalase: involucro nucleare si frammenta e | nucleoli spariscono, Il fuso mitotico a questo punto è completamente formato - Metatase: i cromatidi si ancorano alle fibre del fuso e i cromosomi sono al massimo grado di compattazione; questi si raggruppano al centro della cellula e formano la piastra metafisica - Anafase: i eromatidi fratelli si separano e le copie vengono trainate dalle fibre del fuso e migrano così alle estremità della cellula “ Telofase: i eromatidi si despiralizzano e tomano a formare la cromatina. Membrana nucleare e nucleolo si rformano Citodieresi: Nelle cellule animali —> membrana cellulare si contrae all'equatore della cellula per dividerla in due. Nelle cellule vegetali —> si forma una membrana cellulare e una nuova parete all'equatore della cellula Fasi della mitosi Usiamo la microscopia a fluorescenza per vedere la mitosi..In verde sono evidenziati i microtubuli, in'blu it nucleo & in rosso i filamenti di actina. Checkpoint Checkpoint tra la fase G1 e S èil più importante. perché da il via alla mitosi grazie a degli stimol Checkpoint fase G2 e M, la cellula controlla se ha tutto il materiale per potersi dividere. Sei checkpoint non vengono superati la cellula non riesce ad avanzare e-quindi va incontro a suicidio o apoptosi: Ultimo checkpoint tra la metafase e l'anafase, chiamato anche punto: di controllo del fuso. Proteine coinvolte nei checkpoint icline: variano la loro quantità e la loro funzione a seconda della fase del ciclo cellulare, stanno nel citosol e quando entrano nel nucleo funzionano da fattori da trascrizione. Queste cicline hanno una sequenza di localizzazione nucleare ma non è visibile dal complesso del poro nucleare. Chiinasi ciclina dipendente (CH): funzione enzimatica, aggiungono un gruppo fosfato (carica negativa) alla proteina ciclina, questa cambia la sua conformazione nello spazio e diventa così riconoscibile al CPN. Proliene fosfatasi —> catalizzano la rimozione del gruppo fosfato, in questo modo le cicline senza gruppo fosfato tornano alla loro conformazione iniziale fo Citopiasma: rappresenta l'interno della cellula eccetto il nucleo Naeleo Gitosol: parte acquosa della cella esclusi gli organeli: (esempio la sintesi proteica ce ribosomi funziona nel citosol tgeralc pi grnciacela cala auca cia ache citeocica ce meniianazia ul cono traversa citi cricca; attore ricieociivetcio ericpiamat. ll nucleo contiene; cromatina (complesso di DNA+proteine) Mec A VESTA iO è una zona più densa, qui avviene l'assemblaggio delle subunità dei ribosomi) rana nucleare, due doppi stati ci fostolipit) facili 1 contee ia. Ia ci cresta duce Matrice nucioare (proteine che dano unarforma ai nucleo, coinvolta in tutti processi di manipolazione di DNA). PUÒ essere anche chiamata citoscheletro nucleare. Questa matrice è suddivisa n lamine nucleari. Lamina nucleare: formata da proteine, ce ne sono due ipi: di tipo B (B1 e B2), e ditipo AIA e C). Malattia progeria: malfunzionamento delle lamine nucieari di tipo B, invecchiamento estremamente rapido | pori nucfeari garantisconoii continuo trasporto di materiale da e verso il nucleo. L'involucro. nucleare è traforato da questi pori. Questi sono delle aperture bidirazionali per il rasporto nuclgocitopiasmico. Hanno una dimensione molto grande (50-70 nanometri. —> Parliamo di'compiesso del poro nucleare (CPN) ciascuno di questi è Una struttura asestante © bidirezionale, il sistema di asporto è fatto da proteine (una trentina) chiamate “nucleoporine”. Un gruppo di ceste proteine sono spons cele creazione del por esterno nel ona ktoobica dll membrane, quesie sono icone i cu anmosok fonciamental: licina e fenilanalina —> amminoacidi neutri che stanno a contatto con le:code idrofobiche del fostolipict. Panino dina: ana dale sro cre saga iano pair Dominio FG: dominio con due amminoacidi fenanalina e gli Come fauna proteina ci entrare nel CPI? Deve mostrare la ua sequenza ci amminDacii —> ILS Sequenza di localizzazione nucleare: sequenza di amminoacidi che ha una proteina per poter entrare nel nucleo Le proteine che entrano e escono dal nucleo vengono prodotte sui ribosoni liberi nl citoso. Trasporto attraverso il complesso dei pori nucleari ine nel TAPPA 1 e 2 proteine con NLS si legano alle proteine recettore importine {alfa e beta) formando un complesso che sì associa ad un filamento citoplasmatico TAPPA 3: i complesso recettore-carico si fia nel poro nucieare TAPPA 4: l complesso recettore-carico entrato nei nucleo reagisce con Ran.GTP (proteina legante) e si dissocia. n TAPPA 5: importina beta rimane associata a Ran-GTP e viene riportata nel citoplasma dove si dissocia. La subunita af viene riportata nel citoplasma grazie all'ssportina NUGLEOLI ‘Sono da 1.a 4 in base alla produzione dei ribosomi che cievono. are. Questi rappresentano la zona più densa e compatta del nucieo dove avviene la sintesi di un particolare tipo di RNA—> 1RNA (ribosorle), questi RNA con le proteine ribosomali formano i ibosorri. Nucleolo prominente: si trova in cellule che stanno sintetizzando proteine Cellule della sintesi proteica: Fibrabiast!: cellule che producono la matrice extracellulare, producono molte proteine che trasportano fuori dlla cellula, la più importante è il collagene Osteobiasi ii dela produzione della matrice dell'osso Neurani: cellule molto attive dal punto di vista metabolico, richiedono molta energia, comunicano ta di oro attraverso sostanze chiamate neurotrasmettitori Cellule cel pancreas: producono i succhi pancreatici (enzimi digestivi/proteine) Com'è possibile contenere 2 m di DNA in un nucieo di soli 10 micron? | DNA è compattato da alcune proteine (istoni con cui forna la cromatina. Esistono 5 diversitipi di istoni => Hi, H2A, H2B, Hg, H4 Questi istoni per poter interagire con i DNA devono avere una carica positiva che arriva da una sequenza di amminoacidi molto ricca di positivamente (asempio la Iisina e l'arginina). Nel 2006 Roger Kmberg vince il premio Nobel della chimica per aver capito came il DNA sì compatta sugli istoni. Lui aveva usato un enzima chiamato proteasi che taglia altre proteine. a questo punta toglie tutte le proteine che interagiscono con l DNA, in questo modo poteva vedere questo "filo ci perle” che è il DNA e il modo in cui interagiva: con gl istoni. Quest istoni rappresentavano un rocchetto formato da 8 istoni (2 H2, 2 H2B, 2 H3 @ 2 H4) su cui sì auvolge'll DNA LI 00 Primo livello di compattazione -> NUCSIOSOMA: struttura di: DNA avvolto su 8 istoni (ottamero], grande circa 11 nanometri. Ta un nuceonora lar c°8 DNA Inker, non avoto, Alt vl ci comparazione > L'stcmo 1 ace clara stona ink) serve a compaia nucsoscmi a ro 1 Crovosomi: stadio massimo di compattazione del DNA 1 2 modelli di nucleosomi: questi modelli differiscono perla posizione relativa dei nucleosomi nella fibra di 30 nanometri “ modello a 29 209 “ modello a salencide: nucleosomi stanno tit suli stesso lato 1 Parlando di cromatina: le proteine che si associano al DIA si dividono in: Protiene istoniche e Proteine cromaticiche non istoniche. ‘Ci sono zone del DNA in cui la compattazione è più bassa e altre zone in cui c'è più compattazione, in questo modo posso distinguere una cromatina attiva (eucromatina, più chiara al microscopio), da una cromatina inattiva (eterocromatina. più scura) Eucromatina: appare chiara, meno compattata, usata con più frequenza, la cromatina è distesa è allungata ed è più visibile in cellule che producono attivamente proteine (neuroni, cellule del fegato) Elerocromatina: DNA estremamente condensato; più scura, è una forma inattiva, inutilizzata in que! momento; Presente in cellule che non stanno trascrivendo mRNA (quindi non stanno producendo proteine). Cellule con DNA compattato in elerocromatina: linfociti, spermatozoi e piasma celluiare, Fostorilazione ossidativa: processo biologico che avviene all'interno dei mitocondri e rappresenta l'ultima fase della respirazione cellulare, lo.scopo è trarre energia calle sostanze energetiche ed immagazzinarla sottoforma di 32 molecole di ATR. La fosforllzione si compone di due fasi: Prima fase —> le proteine che si trovano sulle creste mitcondriali ricevono la catena di elettroni, formata da 4 complessi proteici, è sfruttano questa energia per funzionare come pompe protoniche, queste pompano gli ioni Hs dalla matrice mitocondriale varso lo spazio intermembrana: ‘Sacanda fasa —> lo stesso gradiente protonico viene sfruttato per azionare l'enzima ATP-sintasi; il quale è in gracio di sintetizzare molecole di ATP a partire dall'adenosina difostato. Altre funzioni dei mitocondri: Omeostasi del calcio Apoptosi Produzione del gruppo eme (gruppo che all'interno dei globuli rossi lega l'ossigeno) Produzione di ormoni steroidi Produzione di calore (da parte del grasso bruno) + struttura del citoscheletto, i filamenti Arancione: mitocondri Distribuzione dei mitocondri -Osteoclasti ricchi di mitocondii, così come le cellule muscolari. -Gellule dell'epidermide; pochi mitocondiri, così come le fibre muscolari soheletriohe di tipo Il -Neutrofil, lavorano in glicalisi senza coinvolgere i mitocondri -Epatociti, cellule del fegato ricche di mitocondri, hanno bisogno di molta energia =Mustolo cardiaco; ricco di mitocondri perché deve contrarsi in ogni momento, richiede una grande quantità di energia -Muscolo scheletrico; ricco di mitocondri nelle fibre rosse muscolari -Goni e bastoncelli ricchi di mitocondri. Queste cellule si trovano nella retina e catturano colori e luce ed è un processo molto costoso a livello energetico. -Spermattzoi, ricchi di mitocondri perché questi producono energia che serve al movimento della coda degli spermatozoi. Nauroni pre-simpatici | neuroni liberano delle sostanze chiamate neurotrasmettitori per comunicare con il resto del corpo. Rilasciano il neurotrasmettitore alla fine di un prolungamento chiamato assone, questo rilascio è un processo che richiede molta energia. | mitocondri vengono portati nella zona clove verrà lasciato il neurotrasmettitore, è Gitoscheletro È lo scheletro delle cellule formato cla proteine. Ha diverse funzioni tra cui: Struttura e supporto, trasporto intracelluare, contrattlità e motilità, organizzazione spaziale. Fatto da 3 tipi di proteine: -Filamenti di actina, distribuiti alla periferia della cellula, danno la formaalla cellula e sono responsabili del movimento delle cellule muscolari; ha forma: giobulare; sono accorpati alla membrana plasmatica per formare pa cortex cellulare: -Filamenti intermedi, presenti.solo nei vertebrati, collegano le cellule tra diloro ele legano alla matrice esterna. Esistono 5 classi-di-flamenti intermedi-simili ra di loro. Questi si inseriscono a livello dei desmosomi e Sugli'emidesmeosomi (punti di contatto di una cellula con la matrice extracellulare) Latreli’classe sono le cheratine acide 0 basiche tail classe sono le proteine vimendina e desmina la IV classe sono ineurofilamneti la V:classe sono le lamine nucleari. -microtubuli, distribuiti intorno-al nucleo, sono tubi cavi all'interno: costituita una protiena chiamata tubulina (proteina.alfa e proteina beta globulina). microtubul:sonorotale:su cui si spostano gli organuli cellulari; questo scorrimento è reso possibile dalla presenza di molecole motrici associate. Il mattone di base con cui fare i microtubuli è eterodimero (formato da alfa e beta globulina). L'assembiaggio-dei dimeridi tubulina richiede una molecola di GTP. (Quanina trifosfato) che si leghi-alla beta tubulina: | microtubuli sono agganciati al centro organizzatore dei microtubuli (mtoc.0 centrosoma), al cui interno ci sono due proteine coinvoite; la gamma tubulina e la pericinitrina: il trasporto vescicolare che avviene nei microtubuli si deve alle proteine associate ai microtuibuli (MAP), queste sono di due tipi: MAP motrici (scorrono consumando energia e trasportano materiale; operano due protiene: ta chinasina'e la dineina) e MAP-non motrici (Stabilizzanoii filamento di microtubul). Ghinesina e Dineina si muovono in direzioni opposte sui microtubuli trasportando le vescicole; la chinesina sì muove verso la porzione attiva; la dineina verso quella negativa. Ciglia e Îlagelli: estroflessioni a forma difrusta fatti-di.microtubuli. Troviamo le ciglia nella prima parte dell'apparato respiratorio e nell'apparato riproduttore femmiriler.iflagelli sono negli spermatozoi o In altri organel Matrice catracellulare Da supporto fisico e fa da barriera alle cellule, rappresenta un sistema di itrazione (es renale) Costituita da: acqua; proteine; proteoglicani: sal minerali: vitamine: glicosaminiglicani (tra cui acido alironico), glicoproteine. Funzioni: nutritiva favorisce lo Scambio di sostanze con'i sangue), sostegno (connette e Sostiene cellule) Membrana basale: matrice extracellulare più semplice, prodotta dalle cellule epiteliali dai fibroblasti. Proteine della matrice extracellulare 1) Protiane strutturali: famiglia del collagene (circa 27 proteine diverse), questo è rappresentato come una fune/un cavo. Come avviene la sintesi del collagene Le cellule dedicate alle sintesi del collagenia sono fibreblasti, questa inizia sui ibosomi che si deveno associare al RE e avviene su piccole sequenze di proteine—> ‘S6quenze catena pro alfa", questa inizia a subire una serie di modifiche post tradizionali, viene modificata la: prolina e la lisina alle quali viene aggiunto un gruppo idrossile, tramite idrossilazione. Tra il RE eil golgi le sequenze pro alfa iniziano il loto assemblaggio —> “assemblaggio a triplice elica” con la formazione del procollagene, fondamentale è ia presenza dei gruppi prolina e lisina idrossilat Fuori dalla cellula Specifici enzimi tagliano all'amminoacido.i pezzi idrossilai, a questo punto questo potrà trasformarsi in'una-vera. catena di collagene. Prolina icrossilasi + vitamina © permettono di creare la drossifprolina (prolina idrossitata). Sela vitamina O non è presente nel corpo emerge una malattia: lo scorbuto (matrici cellulari in stress, non abbiamo la produzione di collagene). Il collagene di tipo IV è l'unico tipo dicollagene non'ibriarema reticolare, presente in tutte le matrici e responsabile cella frazione renale del. sangue ta del colagene: ditipo l'osteogenesi imperfetta, di tipo ll patologie della cartilagine, di tipo Il sindrome di Ehiers-Danlos; tipo ÎV difetti di fitrazione renale, mancato sviluppo dei sistema nervoso. 2) Protiene fibrillari: fanno da ponte tra le cellule e la matrice. la più abbondante è la fibronsetina. Tutte le cellule si attaccano alla fibronectina nella zona con 3. speciali amminoacidi=> RGDI (arginina, glicina e acido aspartico). 8) Proteoglicani: proteine fortemente: glicosilate. che. riempiono la matrice. Hanno una struttura centrale di amminoacidi con- una sequenza di ramificazioni chiamate. GAG: (licosamminoglicani), questi hanno una carica positiva e attirano molta acqua NB) Integrine: protiene integrali di membrana monopasso che permettono di legare le protiene alla matrice extracellulare e si dividono in'alfa e beta integrine Caderine: mettono a contatto una cellula con la matrice extracellulare Processo di degradazione della matrice extracellulare Metallo proteasi di matrice (MMP) proteinerad azione enzimatica, necessitano di ioni zinco come-cotattore e degradano localmente la matrice extracellulare permettendo alle: cellule di passaryi attraverso. Le MMP sono anche coinvolte nei processi di'invasione patologici (metastasi tumorali) Biologia cellulare Dalla: è l'unità vivente più piccola che conosciamo sul nostro pianeta. La prima vola che viene utlizzata questa espressione è nel 1655 da Robert Hook. Hook osserva per prima cosa un pezzo di sughero, osservando inizia a chiamare queste strutture “cellule Successivamente il microscopio viene usato per osservare i tessuti dalle piante da Schieicien Sehiwann osserva tessuti aninali = in questo modo tutti vengono a conoscenza cel fatto che siamo composti da callle. Schwann è stato un grande anatomo patologo e darà Il nome alle cellule che formano il rivestimento delle fibre nervose che permettono al sistema nervoso di comunicare più velocemente, le cellula dì Schwann, le quali rivestono la guaina mielinica. Cellula batteriche: prime cellula a comparire sul nostro pianeta e che hanno portato la vita. Oparin e Haldane ipotizzano che l'atmosfera primordiale fosse molto più ruente, scompensata da fenomeni temporaleschi violenti e quindi con molta energia. Per loro semplicissime molecole orgniche formate da atomi presenti sul nostro pianeta erano le basi per lo sviluppo della vita e zuccheri, amminoacidi © basi azotate del DIA sì sono formate all'intero degli oceani dei mari della terra primitiva. —__ Nel 1953 due scienziati fanno un esperimento per dimostrare come sono andate le cose sulla terra primordiale, verificando come l'ipotesi di Oparin e Haldane fosse davvero valida. Hanno preso una miscela acquosa, l'hanno scaldata perché prima la terra era molto più calda, hanno fatto passare questa miscela In un sistema chiuso e hanno messo energia sotto forma di scariche elettriche (come i temporali della terra primordiale) si sono accosti così che dopo poco si sono create delle molecole organiche estremamente semplici, come amminoacidi, zuccheri e basi azotate. trotto sco ‘RNA che fungono da catalizzatori vengono chiamati Ribozimi. Le nostre cellule sono fatte da molecole complesse. chiamate macromolecole, per indicare il fatto che sono molto grandi, lunghe e pesanti. Noi siamo fatti principalmente di acqua 70% 20/25% da macromolecole e 5/10% da piccoli ioni 0 molecole inorganiche. Le macromolecole che formano le cellule sono 4 con funzione molto diverse con ruolo fondamentale: proteine 0 polipeptidi, acidi nucleici (DNA e RIA), carboidrati e lipidi. Macromolecole Macromolscole: polimeri di grandi dimensioni formate da monomeri. Le macromolecole non sono eterne ma dinamiche, possono essere allungate e accorciate a seconda delle esigenze. Parliamo di reazione. di condensazione quando leghiamo tra loro più monomeri. Quando si rompe il legame parliamo di idrolisi Macromolecole del DNA: proteine, lipidi, zuccheri e acidi nucleici Proteine: struttura di base —- amminoacido, 20 disponibili per formare le proteine, molti amminoacidi uniti ra ci oro parliamo di polipeptide 0 proteina, quando sono pochi parliamo di peptide. Amminoacido: struttura chimica di base basata su carbonio legato a 4 legami, 3 sono identici per tutt gli amminoacidi, cambia sole la catena laterale. 1 legami ugual in tutt li amminoacidi sono l'idrogneo, il gruppo carbossiico (COOH) e il gruppo amminico (H2N) ‘Amminoacido piu semplice “Glicina” e come catena laterale ha un idrogeno. Funzione: strutturale (collagene e tendini), adesione cellulare (interazioni ra proteine di membrana di cellule diverse), trasporto sostanze attraverso membrane, catalisi enzimatica, macchine muliiprotriche (ad esempio le polimerasi del DNA e ANNA), trasmissione di segnali, difesa immunitaria (anticorpi), daposito ferita) La.orateina ha d strutture diverse: primaria, secondaria, terziaria, quaternaria Primaria: sequenza di amminoacidi da cui la proteina è fattà Secondaria: si crea grazie ai legami di idrogeno che si formano tra gli amminoacidi vicini; abbiamo la struttura beta foglietto e alfa elica Terziaria: più Importante della proteina; la conformazione che ha dalinea il ruolo della proteina Quatemaria: sitrova solo nelle proteine costituite da polpeptidi multipli Le proteine hanno un loro un ciclo vitale —> processo di Tumouer. ll tasso di sostituzione (‘umover) dipende dalle proteine, alcune durano ore, altre giorni, atre settimane, altre anni. Acidi nucleici: macromolecole il cui monomero fondamentale è il nucleotide. Quando i nucleotidi sono pochi (esempio negli RNA) partiamo di oligonucleotide Due strutture; DNA e ANA Nucieotide diviso in tre par - zucchero a 5 atomi di carbonio (zucchero pentoso), nel DNA desossiribosio, RNA ribosio. - legato a questo zucchero è legata una base azotata, pirimidine -> citosina e timina, o purine -> adenina e guanina. Nell'ANA abbiamo l'uracile al posto della timina. - gruppo fostato, permette di unire i nucleotidi e da una carica elettrica importante negativa al DNA Legame fostodicsiere = permette di costruire l'ossatura del filamento di DNA 0 RNA: sempre Direzione 5' Legame a idrogeno = Interazioni tra le basi azotate che permettono di stabilizzare i filamenti A ii: Timina-adenina si formano 2 legami a idrogeno Guanina-citosina si formano 8 legami a idr Andamento catena DNA: primo nucleotide 5" ultimo 3° Lipidi: composti idrocarburi insolubili in acqua Funzioni: riserva energetica. strutturali, costituenti di ormoni e pigmenti isolante termico ed elettrico. Categorie principali: grassi e oli, fosfolipidi, carotenoidi (contribuiscono a dare colore agli animali) e steroidi, alcune vitamine, cere (strutture presenti sulla pelle dii natura lipidica) Carboidrati : nostra principale fonte di energia. Funzione di riserva energatica e strutturale Categorie: monosaccaridi (euccher), polisaccaridi, ligosaccaridi (da 3 a 20 monomeri legati) e disaccaridi (2 monomeri unit ra lore) RNA: differenze da DNA—-> zucchero pentoso è ribosio, singola elica, al posto della timina si trova uracile. Funzione principale di tipo infiormazionale e risiecie nel trasferimento di informazione cial DNA a proteine..