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.

RE rugoso (RER) RE liscio (REL) 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 lunghi cilindri cavi 2 polimeri di actina costitituiti da tubulina avvolti a elica, flessibili, 10nm 25nm 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. Triplette di microtubuli 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

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 Parete Cellulare 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 Leucoplasti Cromoplasti Cloroplasti 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)

Joshua Lederberg, Ph.D, Nobel laureate 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 HIV