Transcript Diapositiva 1
Organuli : A) collegati a livello di membrane B) interagiscono per mezzo di VESCICOLE
ORGANIZZAZIONE DI UNA CELLULA EUCARIOTICA COMPARTIMENTI INTRACELLULARI NUCLEO CITOPLASMA CITOSOL Sito della sintesi e degradazione delle proteine ORGANELLI (compartimenti separati, attività specifiche)
Smistamento e trasporto delle proteine Meccanismo basato su SEQUENZE SEGNALE
a) Proteine secrete nel citoplasma b) Proteine secrete nel RER-apparato del Golgi
TRADUZIONE DELLE PROTEINE
inizia
SEMPRE sui ribosomi liberi
Le proteine destinate al citosol, nucleo, mitocondri, cloroplasti, perossisomi, sono sintetizzate sui
ribosomi liberi
Le proteine destinate alla secrezione, reticolo, Golgi, lisosomi, membrana plasmatica sono sintetizzate sui ribosomi associati al
reticolo endoplasmatico rugoso (RER
)
VIA CITOPLASMATICA: LO SMISTAMENTO INIZIA DOPO IL COMPLETAMENTO DELLA TRADUZIONE
Proteine del nucleo passano dai pori nucleari
• Proteine sintetizzate nel citoplasma hanno
segnale di localizzazione nucleare
(lys arg) e attraversano i pori nucleari • Ran-GTP- Ran GDP
Il movimento delle macromolecole attraverso il poro è guidato dalla proteina
Ran che lega GTP
Mitocondri e cloroplasti: traslocatori proteici
• Per entrare nei mitocondri e cloroplasti le proteine devono “
distendersi”
• Le proteine chaperones dentro gli organelli fanno recuperare la conformazione alla proteina • Complesso
TIM-TOM
Via secretoria RER- GOLGI- vescicole secretorie- spazio extracellulare
VIA SECRETORIA: LO SMISTAMENTO INIZIA DURANTE LA TRADUZIONE
Reticolo endoplasmatico
•
Membrane che formano cavità intercomunicanti
•
Lo spazio interno : LUME
•
Reticolo endoplasmatico rugoso (RER), reticolo endoplasmatico liscio (REL), reticolo di transizione
Reticolo endoplasmatico rugoso (RER)
•
Ribosomi sulla superficie
•
Sintesi, assemblaggio e smistamento delle proteine
•
RER ed apparato di Golgi comunicano con VESCICOLE
• •
Proteine destinate al RER hanno sequenza segnale: ribosoma aderisce alla membrana del RER SRP: proteine e un piccolo RNA citoplasmatico (scRNA)
La proteina: • viene secreta nel RER •
perde
la
sequenza segnale
• acquisisce la
struttura terziaria
(proteine chaperones) •
glicosilata
PROTEINA SOLUBILE PROTEINA TRANSMEMBRANA
Inserite nella membrana mediante sequenze idrofobiche
GLICOSILAZIONE: il dolicolo cede alla proteina un oligosaccaride poi modificato nell’apparato del Golgi Gli zuccheri vengono uniti all’AA asparagina: N-glicosilazione Asp-X-Ser o Thr
•
Le catene oligosaccaridiche (idrofile): 1- importanti per ripiegamento e solubilità 2- proteggono le proteine dalla degradazione
Proteine assumono struttura terziaria nel RER
• Chaperone :
Bip, calnessina, calreticulina
guidano il ripiegamento della proteina • Le proteine senza struttura corretta sono espulse dal RER e degradate
• •
Reticolo endoplasmatico liscio ( SER ) Tubulare, privo di ribosomi.
Sintesi dei fosfolipidi, colesterolo e glicolipidi
•
Ricco di enzimi detossificanti- ossidasi a funzione mista, citocromo P450; trasformano composti dannosi e farmaci in prodotti idrosolubili che vengono escreti
•
Cellule muscolari: SER= reticolo sarcoplasmatico
•
Accumula e rilascia Ca 2+ necessario per la contrazione muscolare
•
Il SER è coinvolto nel metabolismo dei carboidrati soprattutto nelle cellule del fegato
Apparato di Golgi
Elabora e smista
le proteine a: 1- lisosomi 2- endosomi 3- membrana plasmatica 4- esterno della cellula
Apparato di Golgi
Sacche di membrana appiattite comunicanti fra loro per mezzo di
vescicole
TRANS: RIVOLTO VERSO LA MEMBRANA SMISTA LE PROTEINE CIS: COLLEGATO TRAMITE VESCICOLE AL RER
Man
= mannosio
; GlcNAC
= N-acetilglucosamina;
Gal
= galattosio
NANA
: acido sialico
Nelle cisterne del Golgi:
•
Modificazione della parte glucidica
•
Idrolasi lisosomiali fosforilate in un residuo di mannosio
•
Sintesi di glicolipidi, sfingomielina e polisaccaridi complessi della matrice extracellulare
Glicoproteine di membrana: zuccheri sempre sul lato esterno
TRAFFICO VESCICOLARE
Il trasporto vescicolare
• Via
secretoria
verso l’esterno:
RER GOLGI- MEMBRANA
• Via
endocitica
diretta verso l’interno Ogni vescicola deve portare marcatori di destinazione
TRASPORTO VESCICOLARE-FORMAZIONE DELLE VESCICOLE VESCICOLE RIVESTITE DI CLATRINA
Assunzione di molecole extracellulari E per trasporto dal Golgi ai lisosomi
VESCICOLE RIVESTITE DA COAT PROTEIN (COP) COP I
Gemmano dal Golgi
COP II
gemmano dal RE •
Formazione di vescicole richiede GTP
Esistono diversi tipi di proteine di rivestimento dedicate al trasporto vescicolare.
Rientro di proteine nel RER: Il segnale KDEL (lys-asp-glu-leu), carbossiterminale
•
Immagazzinamento selettivo del carico di proteine nelle vescicole Vescicole rivestite: CLATRINA
Riconoscimento tra recettori sulla membrana della vescicola (vSNARE) e quelli sulla membrana del compartimento (tSNARE)
v-SNARE lega t-SNARE
Richiede
energia
Tossina botulinica e tetanica tagliano le SNARE delle vescicole sinaptiche: blocco impulso nervoso
La specificità del riconoscimento tra vescicola e bersaglio è garantita da una famiglia di proteine: le GTPasi Rab
ENDOCITOSI
Il materiale viene introdotto nella cellula
Fagocitosi:
particelle solide
Pinocitosi:
particelle liquide
Endocitosi mediata da recettori: es. LDL e colesterolo Le vescicole formano gli ENDOSOMI che danno origine a:
Vescicole con i recettori:
alla membrana
Vescicole con le particelle:
si fondono con i lisosomi
LISOSOMI
• Si formano dal Golgi/
mannosio 6- fosfato marcatore destinazione
• Gli enzimi lisosomiali digeriscono tanti tipi di macromolecole •
Lisosomi primari
: inattivi •
Lisosomi secondari
: attivi perché fusi con vacuolo di materiale da digerire
Contengono
40-50 enzimi
Sono
idrolasi acide
attive a
pH< 5.
pH acido: pompa protonica ATP dipendente
I materiali da degradare arrivano ai lisosomi da vie diverse Endocitosi Fagocitosi Autofagia
assicura graduale ricambio dei componenti cellulari
Digestione extracellulare
• • •
Acrosoma degli spermatozoi Annidamento embrione in endometrio Metastasi
• Mutazioni geni che codificano per idrolasi lisosomiali causano
malattie da accumulo
•
Es. malattia di Gaucher:
manca enzima che degrada glicolipidi che vengono accumulati nei macrofagi Ingrossamento fegato, milza, erosione ossa lunghe, a volte danni neurologici
PEROSSISOMI
•
ALCUNE OSSIDAZIONI CELLULARI CHE SI SVOLGONO NEI PEROSSISOMI TRASFERISCONO ELETTRONI ALL’OSSIGENO, FORMANDO H 2 O 2 , TOSSICA.
LA CATALASI CONTENUTA NEI PEROSSISOMI DETOSSIFICA H 2 O 2 , TRASFORMANDOLA IN H 2 O E OSSIGENO le proteine dei perossisomi provengono dalla via citoplasmatica
•
Detossificazione
di sostanze nocive: alcol etilico, alcol metilico, fenoli, nitriti ecc •
Rimozione dei radicali liberi e ROS:
insieme ad enzimi citoplasmatici, rimuovono i radicali liberi e le forme reattive dell’Ossigeno (ROS) che si formano durante le normali attività metaboliche della cellula
•
Ossidazione acidi grassi:
gli acidi grassi a catena lunga vengono degradati in acidi grassi a catena corta.
•
Ossidazione acido urico:
l’acido urico è prodotto nella degradazione delle purine degli acidi nucleici.
•
Queste reazioni producono H 2 O 2
Membrana deriva dal RE Le proteine sintetizzate nei ribosomi liberi, hanno sequenza segnale (ser leu ser ) Sono riconosciute da peroxine che le introducono nel perossisoma
•
Importante ruolo nelle cellule vegetali: conversione di acidi grassi in carboidrati (es. nella germinazione del seme) e fotorespirazione
Ripiegamento e modificazioni delle proteine nel RER
• Le proteine che restano nel lume del RER intervengono nel ripiegamento delle proteine trasferite nel RER. Una di queste proteine si chiama
Bip
(chaperon) • Formazione di ponti S-S tra catene laterali di cisteina ad opera della
disolfuro isomerasi
Controllo qualità nel RER
•
Calnexina e calreticolina
si legano agli zuccheri delle glicoproteine ed aiutano il ripiegamento • Se ciò non avviene le proteine vengono traslocate nel citoplasma e degradate •
Bip
:
sensore del ripiegamento proteico
. Se molte proteine non hanno struttura corretta, Bip lancia segnali per inibire la sintesi proteica e per incrementare espressione di chaperones e proteasomi
Riconoscimento tra recettori sulla membrana della vescicola (vSNARE) e quelli sulla membrana del compartimento (tSNARE)