Struttura delle cellule

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La cellula, unità basilare della vita organica, è un microcosmo completo .. tutto comincia da lì .. mantenere le nostre cellule (ne abbiamo circa 67 trilioni) in buona salute significa mantenerci sani.

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Struttura delle cellule

  1. 1. TTU RE ESTRU egli NZI ONI dFU li cell ulari org anel RNI OLOG Y KULKA ICAL PATH SCHOOL RUTI S F CHEM DICAL Ms . S H NT O A L ME i TME T I ON DEPAR TERNA kloufi Donel l L E IN USM-K da Carlo Ma to Tradot
  2. 2. Obiettivi:Descrivere la composizione biochimica e le proprietà delle membrane cellulariDescrivere il modello a mosaico fluido della struttura della membrana cellulareDescrivere le funzioni biochimiche degli organelli subcellulari
  3. 3. THE CELL La cellula è stata scoperta da Robert Hooke nel 1665È l’unità strutturale e funzionale di tutti gli organismi viventi
  4. 4. TEORIA • Tutti gli esseri viventi sono fatti di cellule. • La cellula è la più piccola forma vivente in grado di svolgere tutte le funzioni vitali. • Tutte le cellule derivano da cellule preesistenti.• Cellule > Tessuti > Organi > Sistemi > Organismi
  5. 5. Il Regno Cellulare— Due categorieBasate sulla presenza,o sulla assenza, di un vero nucleo definito Cellule Procariote [Greco; Pro = prima, Karyon = Nucleo] Cellule Eucariote [Greco; Eu = vero, Karyon = Nucleo]
  6. 6. Differenze tra cellule procariotiche & eucariotiche
  7. 7. Organelli Cellulari• Un compartimento, o struttura, della cellula che svolge una specifica funzione.• Si trovano solamente nelle cellule eucariote— • Nucleo • Reticolo Endoplasmatico • Apparato di Golg • Mitocondrio• Entità quali i ribosomi, citoscheletro e citosol non sono organelli subcellulari e vengono considerate come entità subcellulari o frazioni.
  8. 8. CELLULA / MEMBRANA PLASMATICALa cellula è circondata da una membrana cellulare che la separa dal mondo esterno.ECF – Il fluido al di fuori della membrana cellulareICF- il fluido contenuto al suo internoConsiste di lipidi, proteine e carboidrati.Proporzione Proteine:lipidi=1:4 a 4:1Il microscopio elettronico rivela che bimembrana lipidica, fosfolipidi e molecole di proteine formano un disegno simile ad un mosaico.
  9. 9. Alla normale temperatura corporea i lipidi sono in uno stato fluido che è essenziale per l’esocitosi, l’endocitosi e l’attività lisosomiale.Le principali classi di membrane lipidiche sono:FosfolipidiGlicolipidiColesterolo
  10. 10. Fosfolipidi•Testa idrofila – acido fosforico edalcool•Coda idrofoba – acidi grassi•Favorisce la diffusione dellemolecole grasse solubili (O2,CO2,alcool).• Favorisce la flessibilità dellamembrana cellulare. Agisce dabarriera tenendo gli organellidentro la cellula.•Le classi di fosfolipidi sono :fosfogliceridi e sfingomielina.
  11. 11. GLICOPROTEINE E GLICOLIPIDI• Glicolipidi - catene di carboidrati legate a teste fosfolipidiche• Glicoproteine – catene di carboidrati legate a proteine.• Si trovano sul lato esterno della membrana cellulare• Sono “sensori” che permettono all’organismo di riconoscere le cellule e le molecole circostanti
  12. 12. ColesteroloColesterolo – prevalentemente presente nelle cellule dei mammiferi provvede alla loro stabilitàIl Colesterolo presente tra i fosfolipidi influenza anchela fluidità della membrana cellulare.Ad alta temperatura ne limita il movimentoA bassa temperatura mantiene la fluidità delle membrane
  13. 13. PROTEINE DI MEMBRANA• La membrana è un insieme di differenti proteine incorporate nella matrice fluida della bimembrana lipidica• Le principali classi di proteine di membrana: – Proteine Integrali: • Incorporate nella membrana • Possono essere trans-membrana o solamente monotopiche • Le proteine trans-membrana sono proteine integrali che attraversano la membrana affacciandosi sui due lati • Agiscono da enzimi e trasportatori per ioni e sostanze quali il glucosio. – Proteine periferiche: • Non incorporate nella membrana • Sono legate alla superficie della membrana, spesso alla parte esposta delle proteine integrali • Agiscono da recettori riconoscendo le molecole segnale
  14. 14. Modello a mosaico fluido di membranacellulare• Teoria del modello a mosaico fluido - Singer e Nicolson, 1972• Mosaico - struttura fatta di molte parti differenti.• consiste di un doppio strato continuo di molecole lipidiche. Le proteine di membrana sono incorporate nel bistrato lipidico• Il fluido del bistrato è una miscela di acidi grassi saturi ed insaturi• Le proteine sono inframmezzate nel bistrato producendo un effetto mosaico.• Viene chiamato modello a mosaico fluido poiché la membrana consiste di un mosaico di proteine e lipidi liberi di muoversi sull’intera superficie della membrana
  15. 15. MODELLO DI MEMBRANA CELLULARE AMOSAICO FLUIDO
  16. 16. Funzione delle membrane
  17. 17. NUCLEO
  18. 18. NUCLEO• L’Organello più prominente• Tutte le cellule contengono il nucleo eccetto le emazie (globuli rossi dei mammiferi) e quelle della parte superficiale della pelle• Il nucleo occupa la maggior parte dello spazio nei linfociti e negli spermatozoi
  19. 19. Funzioni del nucleo cellulare• Deposito di cromosomi: contiene la maggior parte del materiale genetico cellulare• Immagazzinamento e manutenzione del DNA• Replica e riparazione del DNA• Luogo della trascrizione e dei processi post trascrizionali• Il centro di controllo della cellula • Controlla le attività della cellula regolando l’espressione genica• Produzione di subunità ribosomali nel nucleolo Nucleolo: trascrive attivamente regioni del nucleo • Sintesi del rRNA • Formazione di subunità ribosomiche
  20. 20. Funzioni del nucleo cellulare (cont.)Membrana nucleare Compartimentalizza il nucleoPori nucleari Trasporto di molecole tra il citoplasma ed il nucleoDNA cromatina Replica e trascrizione del DNAMatrice Nucleare Replica e riparazione del DNA e processi trascrizionaliNucleolo Sintesi del rRNA e dei ribosomi
  21. 21. RETICOLO ENDOPLASMATICO • Il sistema di trasporto cellulare
  22. 22. Definizione - Un network di membrane interconnesse che includono canali o cisterne che vanno dall’involucro perinucleare alla membrana plasmatica.TipiRE rugoso – vi si legano i Ribosomi – sintesi di nuove molecole di proteine nella cellula, glicoproteine, lipoproteineRE liscio – Sintesi delle sostanze lipidiche quali ormoni steroidei, colesterolo ..Detossificazione da droghe, tossine È come un nastro trasportatore industriale
  23. 23. Funzioni del reticolo endoplasmatico rugoso
  24. 24. Funzioni del reticolo endoplasmatico liscio• Sintesi dei lipidi – Triacilglicerolo – Fosfolipidi, Steroli• Metabolismo delle droghe (nel fegato) – Sistema del Citocromo P 450 Il RE liscio favorisce il trasporto delle sostanze entro la cellula• Fornisce ioni calcio per le funzioni cellulari• Il RE è i luogo di sintesi delle membrane. – Sia RER che REL cooperano alla sintesi delle membrane
  25. 25. MICROSOMI• Durante il frazionamento cellulare il RE si scompone e la membrana si richiude formando piccole vescicole chiamate microsomi• Isolate per centrifugazione differenziale• E come tali non si riscontrano nelle cellule
  26. 26. L’APPARATO DEL GOLGI
  27. 27. • Immagazzina, modifica e compone le proteine • Immagazzinamento temporaneo di proteine di nuova sintesi • Modificazione chimica: Aggiunta di gruppi funzionali di carboidrati, lipidi , solfati o fosfati alla proteina • Destinazione, selezione, composizione e secrezione delle proteine• Trasporto di molecole da e verso il Golgi per mezzo di vescicole• Produce anche lisosomi, vescicole che contengono potenti enzimi idrolitici
  28. 28. Lati Cis & Trans del Golgi Le proteine vengono ricevute dal lato Cis del Golgi ed escono dal lato Trans dopo le modifiche
  29. 29. LISOSOMI• ‘Pacchetti di Distruzione’
  30. 30. LISOSOMAIl lisosoma è una sacca membranosa contenente enzimi idrolitici per digerire le macromolecole.• Predisposta nel RER• Definita nel REL grazie alla fusione di fagosomi con i lisosomi primari.
  31. 31. LISOSOMA • Contiene > 40 enzimi • Il pH interno è circa 5 (acido) in quanto il lisosoma ha un protone che pompa ATPase nella sua membrana.
  32. 32. Lisosoma - funzioni• Degradazione delle proteine, carboidrati, lipidi e nucleotidi• Distruzione di batteri, corpi estranei• Rimozione di prodotti secreti in eccesso• Rimozione delle cellule inutili nell’embrione• Autolisi postmortem
  33. 33. PEROSSISOMA
  34. 34. PEROSSISOMA• Sembrano apparentemente lisosomi.• Perossidasi e catalasi• Coinvolti nella detossificazione del perossido di idrogeno• β-ossidazione degli acidi grassi• Participano nella sintesi degli acidi biliari• Giocano un ruolo importante nel fegato, dove detossificano l’alcool
  35. 35. Mitocondrio
  36. 36. Mitocondrio
  37. 37. Percorsi metabolici nei mitocondri• Catena di trasporto di elettroni• Generazione di ATP• Ciclo dell’acido citrico• Produzione di chetoni corporei• β-ossidazione degli acidi grassi• Gluconeogenesi• Sintesi delle pirimidine• Sintesi dell’urea (i primi 2 passaggi)• Sintesi dell’Eme (lo step iniziale e gli ultimi 3)
  38. 38. Mitocondrio: ‘la fabbrica di energia cellulare’
  39. 39. Mitocondri: Funzioni
  40. 40. Ribosomi‘Officine di biosintesi delle proteine’• Complessi di Ribonucleoproteine – Composte di rRNA e proteine• due subunità – Subunità grande – Subunità piccola• I ribosomi producono proteine• Ribosomi del RER: Sintetizzano proteine per l’export• Ribosomi liberi nel citosol: Sintetizzano proteine cellulari
  41. 41. CITOSOL (Linfa cellulare)
  42. 42. Citosol — Ruolo metabolico • Sito della glicolisi • Via dei pentoso fosfati • Gluconeogenesi (La maggior parte) • Parte della sintesi dell’Eme • Parte del ciclo dell’urea • Sintesi delle purine • Parte della sintesi delle pirimidine • Sintesi degli acidi grassi • Parte della sintesi del colesterolo
  43. 43. Citoscheletro – lo scheletro della cellula Network di proteine intracellulari La membrana plasmatica è ancorata al citoscheletro FUNZIONI: Forma e struttura caratteristica Ancoraggio degli organelli Permette la comunicazione Le tre fibre del citoscheletro Agisce da binario per il movimento degli (microtubuli in blu, filamenti organelli intermedi in rosso, e l’actina in verde) giocano infiniti ruoli nella cellula. Partecipa alla traslocazione intracellulare degli organelli, ai movimenti dei microvilli, alla divisione cellulare, all’esocitosi ed all’ endocitosi
  44. 44. Citoscheletro Il citoscheletro sostiene la cellula.
  45. 45. Struttura - citoscheletro• Filamenti di proteine1. Microfilamenti2. Microtubuli3. Filamenti intermediMicrofilamenti -ActinaMicrotubuli -TubulineFilamenti intermedi – proteine fibrose
  46. 46. Clinical aspects of subcellular organelles
  47. 47. Sommario:

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