MITOCONDRI E CLOROPLASTI HANNO PIU’ MEMBRANE

Presentazione sul tema: "MITOCONDRI E CLOROPLASTI HANNO PIU’ MEMBRANE"— Transcript della presentazione:

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2 MITOCONDRI E CLOROPLASTI HANNO PIU’ MEMBRANE
MITOCONDRIO CLOROPLASTO ….PIU’ COMPARTIMENTI

3 I MITOCONDRI IMPORTANO DAL CITOSOL QUASI TUTTE LE PROTEINE
POSSONO ESSERE DESTINATE A CIASCUNO DEI 4 DISTINTI COMPARTIMENTI MATRICE MEMBRANA INTERNA SPAZIO INTERMEMBRANA MEMBRANA ESTERNA

4 I COMPARTIMENTI DEL MITOCONDRIO POSSONO ESSERE ISOLATI E PURIFICATI
MEMBRANA INTERNA ESTERNA ULTRASUONI FORMAZIONE DI VESCICOLE ‘INSIDE OUT’ I COMPARTIMENTI DEL MITOCONDRIO POSSONO ESSERE ISOLATI E PURIFICATI

5 I COMPARTIMENTI DEL MITOCONDRIO SONO CARATTERIZZATI DA PROTEINE DIVERSE
MATRICE CITRATO SINTETASI ALCOOL DEIDROGENASI MEMBRANA INTERNA CITOCROMO C REDUTTASI SPAZIO INTERMEMBRANA CITOCROMO C CITOCROMO b MEMBRANA ESTERNA PROTEINA DI 70 kDa

6 LE PROTEINE INDIRIZZATE AI MITOCONDRI HANNO UNA SEQUENZA SEGNALE
1. PRE-SEQUENZA DI AMMINOACIDI. 2. N-TERMINALE. 3. ELICA ANFIPATICA IN AMBIENTE LIPIDICO CON CARICHE POSITIVE DA UN LATO. 4. RIMOSSA DURANTE LA TRASLOCAZIONE. 5. SEGNALI SECONDARI IDROFOBICI.

7 LA SEQUENZA SEGNALE FORMA UNA ALFA-ELICA ANFIPATICA

8 L’ALFA-ELICA ANFIPATICA E’ UN SEGNALE GENERALE DI IMPORTAZIONE NEL MITOCONDRIO
ULTERIORI SEGNALI POSSONO ESSERE PRESENTI OLTRE ALLA ALFA-ELICA ANFIPATICA

9 proteina localizzaz. taglio proteolitico alcool deidrogenasi matrice
proteina matura taglio proteolitico citocromo c reduttasi membrana interna proteina matura primo taglio proteolitico secondo taglio proteolitico citocromo c citocromo b spazio intermemb. nessun taglio proteolitico p70 membrana esterna

10 LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE DEL MITOCONDRIO GRAZIE A COMPLESSI TRASLOCATORI

11 TRASLOCAZIONE DI PROTEINE NEL MITOCONDRIO
1. LA PROTEINA E’ RICONOSCIUTA DA PBF (MSF) e hsp70 CITOSOLICHE CHE LA MANTENGONO SROTOLATA. mitochondrial import stimulation factor (MSF)  presequence-binding factor (PBF)  2. IL COMPLESSO SI LEGA, MEDIANTE IL PEPTIDE SEGNALE, AD UN COMPLESSO SULLA MEMBRANA ESTERNA (TOM). translocase of the outer membrane (TOM complex) 3. SULLA MEMBRANA INTERNA VI SONO PROTEINE (TIM) CHE SERVONO PER ATTRAVERSARE LA MEMBRANA INTERNA. 4. LA PROTEINA DA TRASLOCARE PASSA ATTRAVERSO UN CANALE DI TRASPORTO FORMATO DA TIM E TOM. 5. SI REALIZZA IL TRASFERIMENTO. 6. DAL LATO INTERNO SI LEGA UNA hsp70 MITOCONDRIALE. 7. IL SEGNALE VIENE RIMOSSO DA UNA PEPTIDASI. 8. LA PROTEINA SI RIPIEGA NELLA CONFIGURAZIONE FINALE.

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19 LE PROTEINE hsp70 CITOSOLICHE E MITOCONDRIALI SONO IMPORTANTI NELLA TRASLOCAZIONE

20 PROTEINE NELLA MATRICE ATTRAVERSANO LE DUE MEMBRANE DEL MITOCONDRIO

21 PROTEINE DELLA MEMBRANA INTERNA POSSONO ESSERE PRIMA TRASLOCATE NELLA MATRICE

22 PROTEINE DELLA MEMBRANA INTERNA POSSONO ANCHE NON ESSERE PRIMA TRASLOCATE NELLA MATRICE

23 PROTEINE DELLO SPAZIO INTERMEMBRANA POSSONO ESSERE PRIMA INSERITE NELLA MEMBRANA INTERNA

24 ALCUNE PROTEINE POSSONO RIPIEGARSI PIU’ VOLTE NELLA MEMBRANA INTERNA

25 LE TAPPE DELLA TRASLOCAZIONE POSSONO ESSERE STUDIATE SU MITOCONDRI ISOLATI
potenziale ATP + proteasi + proteasi + proteasi + deterg.

26 PROTEINE RIPIEGATE NON POSSONO ESSERE TRASLOCATE NEL MITOCONDRIO

27 TRASLOCAZIONE NORMALE

28 TRASLOCAZIONE BLOCCATA

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30 CITOSOL NUCLEO PEROSSISOMA MITOCONDRIO CLOROPLASTO
RETICOLO ENDOPLASMICO GOLGI LISOSOMA VESCICOLE SECRETORIE ENDOSOMA MEMBRANA PLASMATICA

31 I perossisomi RH2 + O2 R + H2O2 R’H2 + H2O2 R + H2O 2H2O2 2H2O + O2
I perossisomi sono organelli presenti in quasi tutte le cellule eucariotiche che possono assolvere a fuzioni diverse a seconda del tipo di cellula e delle condizioni ambientali. Caratteristica commune di tutti i perossisomi è la presenza di enzimi (perossidasi) che producono acqua ossigenata (perossido di idrogeno, H2O2) come sottoprodotto del loro metabolismo; per evitare che questo composto potenzialmente pericoloso danneggi la cellula, i perossisomi contengono anche la catalasi che detossifica H2O2 a H2O e O2. OSSIDASI RH2 + O2 R + H2O2 R’H2 + H2O2 R + H2O CATALASI 2H2O2 2H2O + O2

32 I PEROSSISOMI SONO GENERATI DA ALTRI PEROSSISOMI MEDIANTE CRESCITA E DIVISIONE
FISSIONE

33 Le proteine dei perossisomi provengono in parte
dalla via citoplasmatica e in parte da quella secretoria Al momento sono state identificate piu di 30 perossine e si conosce l’ortologo umano per 14 di esse. IL TRASPORTO DI PROTEINE NEL PEROSSISOMA COMPORTA L’ATTRAVERSAMENTO DELLA MEMBRANA. 23 PEROSSINE SONO COINVOLTE NEL PROCESSO

34 Ser-Lys-Leu -COOH Ala-His Cys-Arg SKL
PROTEINE INDIRIZZATE AI PEROSSISOMI HANNO UNA SEQUENZA SEGNALE AL C-TERMINALE SKL Ser-Lys-Leu -COOH Ala-His Cys-Arg ALCUNE PROTEINE DEI PEROSSISOMI HANNO UNA SEQUENZA SEGNALE AL N-TERMINALE

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37 COME LA CATALASI ENTRA NEI PEROSSISOMI?
Step 1: Newly made catalase subunits are released from polyribosomes into the cytosol as apocatalase, a monomer that contains a C-terminal SKL uptake-targeting sequence (red) but lacks an iron-containing heme group. Four monomers are assembled and heme is added, forming the mature tetrameric catalase molecule. Steps 2 and 3: The cytosolic receptor protein PTS1R binds an SKL signal and escorts the catalase tetramer to the Pex14p receptor on the peroxisome membrane. In the model depicted here, the catalase-PTS1R complex is transported across the membrane and then dissociates in the lumen. As-yet uncharacterized proteins on the peroxisomal membrane probably form part of the receptor-transport channel. Step 4: PTS1R returns to the cytosol to pick up another peroxisome-destined protein. In an alternative model, PTS1R delivers catalase to the Pex14p receptor but does not enter the lumen itself. PEX citosol lume

38 Malgrado le funzioni metaboliche siano cosi differenziate, il processo che porta alla formazione di questo organello (biogenesi perossisomale) e altamente conservato nei diversi organismi e tipi cellulari. La biogenesi perossisomale comprende import di proteine della matrice, biogenesi della membrana, proliferazione perossisomale ed eredita. Le proteine implicate nella biogenesi dei perossisomi sono dette perossine e vengono abbreviate con l’acronimo PEX# per i geni e Pex#p per le proteine, dove # e un numero ad indicare l’ordine di scoperta.

39 PEX11 PEX16 PEX16 PEX5 PEX7 PEX19 PEROSSISOMA NASCENTE
COMPARTO PRE-PEROSSISOMIALE

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41 BIOGENESI DEI PEROSSISOMI
UN MODELLO

42 PEX11 PEX5 PEX7 PEX19

43 SONO NOTE MOLTE PATOLOGIE DEI PEROSSISOMI
SINDROME DI ZELLWEGER difetto genetico di importo di proteine nei perossisomi non funziona un recettore (pex2) per le proteine dei perossisomi non vi sono enzimi nei perossisomi (perossisomi vuoti!) anomalie a livello cerebrale, epatico, renale la morte sopravviene poco dopo la nascita 2. ADRENOLEUCODISTROFIA causato da mutazioni di un trasportatore di membrana la cellula accumula acidi grassi a catena lunga degenerazione dei neuroni, ritardo mentale, morte aa il trattamento prevede il blocco della sintesi e dell’ingresso di acidi grassi nella cellula