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CI di Biologia Molecolare e Cellulare Prof. Donatella Tramontano Ordinario di Biologia Applicata Ed 19 A II piano Tel. 0817463058-4552 Orario di ricevimento.

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1 CI di Biologia Molecolare e Cellulare Prof. Donatella Tramontano Ordinario di Biologia Applicata Ed 19 A II piano Tel Orario di ricevimento mercoledì ore14-15

2 Open space Tradizionale Organizzazione degli spazi

3 separazione delle funzioni = divisione degli spazi Migliore possibilità di regolazione

4 UNA CELLULA EUCARIOTICA E’ SUDDIVISA IN COMPARTIMENTI/ORGANELLI QUANTI E QUALI SONO I COMPARTIMENTI IN UNA CELLULA? CHE FUNZIONE HANNO? COME E’ FATTO UN COMPARTIMENTO? COME SI FORMA? COME SI DETERMINA LA SUA COMPOSIZIONE MOLECOLARE? E LA SUA MORFOLOGIA? E LA SUA ABBONDANZA? COME SI SONO GENERATI NELL’EVOLUZIONE? PERCHE’?

5 CITOSOL LISOSOMA APP. DI GOLGI MITOCONDRIO RETICOLO ENDOPLASMATICO NUCLEO MEMBRANA ENDOSOMA PEROSSISOMA 15  m TUTTE LE CELLULE HANNO UN NUMERO LIMITATO DI ORGANELLI/COMPARTIMENTI

6 La realtà….

7 CIASCUN COMPARTIMENTO INTRACELLULARE HA LA SUA FUNZIONE E LA SUA DIMENSIONE COMPARTIMENTOFUNZIONE VOLUME SUPERFICIE % % Nucleosede del DNA6 0,2* nucleolobiogenesi ribosomi<1 - Citoplasma94 2** citosolmetabolismo54 - mitocondriconversioni di energia2239 reticolo rugososintesi proteine secretorie935 reticolo liscio +detossificazione616 apparato di Golgimodificazione proteine 6,5 lisosomiidrolisi enzimatiche1 0,4 perossisomireazioni ossidative1 0,4 endosomi + altre vescicole traffico 1 0,5 * Solo la membrana interna dell’involucro nucleare **Membrana plasmatica REM - EPATOCITA<

8 Volume e numero compartimenti in cellule eucariote

9 Estensioni membrane in cellule eucariote

10 COME VIENE ‘ASSEMBLATO’ CIASCUN ORGANELLO? DI COSA E’ FATTO CIASCUN ORGANELLO? MEMBRANABILAYER LIPIDICO + PROTEINE CONTENUTOPROTEINE ED ALTRE MOLECOLE LE MOLECOLE CHE LO COMPONGONO DEVONO ESSERE TRASPORTATE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE! TRAFFICO DI PROTEINE (E DI LIPIDI!!)

11 LA SINTESI PROTEICA NEGLI EUCARIOTI HA INIZIO SEMPRE NEL CITOSOL DNA mRNA mRNA PROTEINE

12 COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE? SEGNALI DI SMISTAMENTO CHE COSA E’ UN SEGNALE? COME E’ FATTO UN SEGNALE? COME FUNZIONA? COME SI FORMA? COME VIENE RICONOSCIUTO? 1. SEQUENZE DI AMMINOACIDI 2. MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI 3. STRUTTURE SECONDARIE 4. PATCHES

13 PROTEINA NON RIPIEGATAPROTEINA RIPIEGATA PEPTIDESEGNALE PATCH I SEGNALI POSSONO ESSERE SEQUENZE O STRUTTURE rem - destinazioni

14 Sequenze segnale: Lunghezza e sequenza possono variare Sequenza consenso

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17 COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE? MECCANISMI DI TRASPORTO DIFFUSIONE - TRASPORTO REGOLATO ATTRAVERSAMENTO DI MEMBRANE TRASPORTO VESCICOLARE MACCHINARI DI TRASPORTO

18 I MECCANISMI DI TRASPORTO DI PROTEINE NEGLI ORGANELLI SONO 3 TRASPORTO ATTRAVERSO IL PORO TRASPORTO ATTRAVERSO MEMBRANE TRASPORTO VESCICOLARE

19 LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE IN DUE MODI DIVERSI POST-TRADUZIONALE dopo la sintesi CO-TRADUZIONALE durante la sintesi TRASLOCAZIONE

20 compartimento donatore compartimento accettore PROTEINE SONO TRASFERITE DA UN COMPARTIMENTO AD UN ALTRO MEDIANTE TRASPORTO VESCICOLARE fissionefusione

21 Schema generale per la comunicazione fra compartimenti: gemmazione, fissione, indirizzamento, fusione

22 2. RER/INVOLUCRO NUCLEARE GOLGI LISOSOMI MEMBRANA PLASMATICA 1.CITOSOL MATRICE NUCLEARE MITOCONDRI (CLOROPLASTI) PEROSSISOMI TRA ALCUNI COMPARTIMENTI VI E’ INTERCONNESSIONE DINAMICA

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25 RER INVOLUCRO NUCLEARE APPARATO DI GOLGI LISOSOMA VESCICOLA L’INTERNO DI ALCUNI ORGANELLI E’ TOPOLOGICAMENTE EQUIVALENTE ALL’ESTERNO DELLA CELLULA

26 Studio delle sequenze segnale: DNA ricombinante e mutagenesi

27 Approccio genetico per individuare proteine del “macchinario di localizzazione”

28 COME SI SONO FORMATI GLI ORGANELLI DEGLI EUCARIOTI DURANTE L’EVOLUZIONE? PERCHE?

29 Cellula procariote

30 MECCANISMI DI TIPO ENDOCITICO SONO VEROSIMILMENTE ALL’ORIGINE DELLE MEMBRANE DEL RER E DEL NUCLEO

31 I MITOCONDRI HANNO AVUTO PROBABILMENTE ORIGINE PER ENDOSIMBIOSI


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