Cellula

Question 1

In quanti e quali domini vengono divisi gli esseri viventi?

Answer 1

Gli esseri viventi si dividono in tre domini: bacteria e archei (che comprendono gli organismi procarioti) e l’eukarya (he comprende tutti gli altri organismi eucarioti)

Question 2

Come vengono distinti gli eucarioti?

Answer 2

Gli eucarioti vengono distinti in protisti, piante, funghi e animali.

Question 3

Quali sono i postulati della teoria cellulare?

Answer 3

la teoria cellulare afferma che:

• Tutti gli esseri viventi sono formati da una o più cellule;
• Esse rappresentano l’unità vivente fondamentale di funzione e di organizzazione di tutti gli organismi;
• tutte le cellule derivano da altre cellule.

Question 4

Chi osservò per la prima volta le cellule e le denominò? Chi osservò per la prima volta cellule vive?

Answer 4

Il primo scienziato che osservò una cellula fu l’inglese Robert Hooke, il quale individuò in una sezione sottile di sughero numerose cellette vuote. Hooke non collegò quelle piccole cavità all’organizzazione dei viventi, ma si limitò a dar loro un nome, “cellula”. Il primo ad aver osservato una cellula viva al microscopio è stato Antoni van Leeuwenhoek, il quale nel 1674 osservò in campioni di acqua, di cibo e di suolo dei microrganismi aventi forma molto diversa l’uno dall’altro.

Question 5

Quale fu la prima coltura cellulare?

Answer 5

Fu una coltura di cellule di carcinoma uterino; presero il nome di cellule HeLa.

Question 6

Perché le cellule sono piccole?

Answer 6

Le ridotte dimensioni consentono alle cellule di mantenere un rapporto ottimale con l’ambiente, dal quale trarre le sostanze nutritive e nel quale scaricare le sostanze di rifiuto.

Question 7

Quali tipi di cellule esistono e quali sono le differenze tra le due?
-Quali caratteristiche sono comuni a tutte le cellule?

Answer 7

Esistono due tipi principali di cellule: quelle eucariotiche, che possiedono un nucleo contenente il DNA con l’informazione ereditaria, e quelle procariotiche, che non presentano un nucleo vero e proprio, pur possedendo anche loro il DNA.
- Tutte le cellule di un organismo vivente contengono materiale genetico, hanno la capacità di riprodursi, accrescersi e morire, hanno la capacità di autoregolarsi e possono trasformare e usare energia.

Question 8

In quale cellula troviamo compartimentazioni? Quali strutture subcellulari troviamo in essa?

Answer 8

Le troviamo nella cellula eucariotica; in essa troviamo il nucleo, il sistema delle endomembrane, mitocondri, lisosomi (solo nelle cellule animali) , centrioli, perossisomi e solo nella cellula vegetale cloroplasti, gliossisomi e vacuolo.

Question 9

In quali interazioni è coinvolta la membrana plasmatica? Dove si trova?

Answer 9

Essa è coinvolta nelle interazioni fra cellula e ambiente esterno. Si trova all’interfaccia fra l’ambiente intracellulare e quello extracellulare.

Question 10

Qual è la struttura delle membrane?

Answer 10

Esse sono fatte da un doppio strato fosfolipidico in cui troviamo proteine e carboidrati. Le proteine sono disposte come in un mosaico. La membrana non è una struttura cristallizzata rigida ma si presenta come una struttura dinamica, cioè i componenti hanno una certa possibilità di movimento. Per i motivi appena detti si parla di una struttura a “mosaico fluido”.

Question 11

Chi studiò la membrana e ne scoprì i vari aspetti? Elenca le fasi che portarono alla teoria accreditata oggi.

Answer 11

La prima osservazione riguardante la struttura delle membrane fu quella di Overton nel 1890 che studiava la permeabilità delle membrane rispetto a sostanze con diversa polarità; scoprì che passavano meglio le sostanze apolari, di conseguenza le membrane dovevano presentare caratteristiche apolari e quindi dovevano essere costituite da lipidi.
Nel 1925 elaborati da Gorter e Grendel stabilirono che i lipidi nelle membrane si organizzavano a formare dei doppi strati; arrivarono a questa conclusione provando ad estrarre i lipidi di membrana di una cellula della quale si conosceva l’area superficiale ed inoltre si misurò la superficie d’ acqua coperta da questi lipidi e ci si accorse che quando i lipidi si organizzavano sulla superficie dell’acqua quest’ultima era il doppio rispetto
all’area superficiale della cellula. Questa evidenza suggerì che nelle membrane biologiche i lipidi di membrana si organizzassero in un doppio
strato.
Si osservò che la tensione superficiale delle membrane biologiche era inferiore a quella di un doppio strato lipidico puro, quindi Danielli e Davson ipotizzarono la
presenza di alcune proteine.
Il 18 febbraio del 1972 Singer e Nicolson pubblicarono un articolo molto importante sulla rivista Science in cui proposero il modello a mosaico fluido
della membrana.

Question 12

Quali elementi costituiscono la membrana?

Answer 12

la membrana plasmatica è un complesso di lipidi, proteine e carboidrati.

Question 13

Cosa si intende con asimmetria dei lipidi? Quali movimenti possono compiere i lipidi nella membrana?

Answer 13

La membrana plasmatica è sintetizzata inizialmente con gli elementi disposti nei due foglietti in modo asimmetrico, in seguito con movimenti laterali e flip-flop i lipidi si distribuiscono in modo asimmetrico. Possono avvenire:

• Movimenti laterali, che avvengono spontaneamente;
• Movimenti flip-flop, che necessitano l’aiuto di enzimi come flippasi e floppasi perché prevedono che la testa polare del fosfolipide venga a contatto con il core apolare del doppio strato fosfolipidico.

Question 14

Cos’è l’apoptosi? Quale segnale è inviato?

Answer 14

L’apoptosi è la morte programmata della cellula.
Quando la cellula muore, per evitare di disturbare le cellule vicine, dovrà essere in qualche modo
fagocitata e digerita da cellule spazzine come per esempio i macrofagi. Prima della sua morte la cellula segnala ai macrofagi che dovrà essere fagocitata da
essi esternalizzando la fosfatidilserina. Questo segnale prende il nome eat – me.

Question 15

In che modo possono disporsi le proteine di membrana?

Answer 15

Se le proteine sono strettamente legate alla membrana e possono essere rilasciate solo in seguito alla distruzione del doppio strato fosfolipidico ad opera dei digerenti vengono chiamate proteine di membrana integrali. Se si estendono completamente attraverso la membrana vengono denominate proteine transmembrana. Se non si inseriscono nel doppio strato fosfolipidico, ma sono localizzate nella superficie esterna o interna prendono il nome di proteine di membrana periferiche.

Question 16

A cosa si può legare un carboidrato di membrana? Cosa forma?

Answer 16

Un carboidrato di membrana può essere legato a lipidi o a proteine. Se lega un lipide forma un glicolipide, se lega una proteina forma una glicoproteina.

Question 17

Perché le membrane devono essere fluide?

Answer 17

Le membrane biologiche sono funzionali se sono fluide. La fluidità delle membrane dipende dai movimenti laterali dei lipidi di membrana, i quali rendono possibili anche dei piccoli movimenti delle proteine di membrana.

Question 18

Cosa influenza la fluidità di membrana?

Answer 18

Dipende dalla temperatura (al di sotto di una determinata temperatura di transizione è cristallizzata, sopra di essa è fluida) e dalla composizione (ossia dalla presenza o meno di tamponi di fluidità come il colesterolo).

Question 19

Come influenza la fluidità il colesterolo?

Answer 19

Il colesterolo ha una funzione strutturale: aumenta la flessibilità e la stabilità del doppio strato e ne mantiene la fluidità, anche a basse temperature. Alcuni lipidi di membrana hanno la capacità, entro certi limiti, di stabilizzare la fluidità della membrana stessa. Il colesterolo, steroide presente nelle membrane cellulari animali, è uno di questi “tamponi di fluidità”. La molecola di colesterolo è infatti idrofobica ma, grazie alla presenza di un unico gruppo ossidrilico è leggermente anfipatica. Il gruppo ossidrilico si associa con le teste idrofiliche dei fosfolipidi; la rimanente parte della molecola di colesterolo, idrofobica, si incastra tra le catene idrocarburiche degli acidi grassi.

Question 20

Quali sono le funzioni della membrana plasmatica?

Answer 20

Tra le funzioni della membrana plasmatica, una delle principali è quella di contenimento. Infatti, la membrana racchiude al suo interno tutto il contenuto cellulare, quali il citoplasma e tutti gli organi cellulari.
le proteine presenti in essa la aiutano a svolgere diverse funzione, come per esempio la ricezione di segnali o il riconoscimento di molecole attraverso proteine in grado di riconoscerne la struttura.
Una delle funzioni più importanti è il trasporto di sostanze.

Question 21

Che tipi di trasporto possono avvenire attraverso la membrana?

Answer 21

Esistono due tipi principali di trasporto: il trasporto attivo e il trasporto passivo.

Question 22

Come avviene il trasporto passivo? Come può essere la diffusione?

Answer 22

Il trasporto passivo non richiede un dispendio di energia metabolica da parte della cellula. Molti ioni e molecole di piccole dimensioni attraversano le membrane per diffusione. Esistono due tipi di diffusione: la diffusione semplice e la diffusione facilitata.

La diffusione è il trasporto di materiale da un’area in cui esso è presente ad alta concentrazione verso una a più bassa concentrazione. La differenza di concentrazione tra le due aree è spesso chiamata gradiente di concentrazione. La diffusione continua finché questo gradiente non viene eliminato, per questo il suo lavoro è detto “secondo il gradiente di concentrazione”.
Se e quando il gradiente di concentrazione è stato eliminato, non avviene altro scambio di materiale. Nonostante singole molecole continuino a muoversi da un’area all’altra, i trasferimenti sono bilanciati dai movimenti di altro materiale nella direzione opposta.
La diffusione è fisiologicamente importante perché permette l’abolizione dei gradienti di concentrazione nel corpo. Ad esempio, l’attività metabolica consuma ossigeno, che riduce la propria concentrazione nel sangue; la diffusione di ossigeno attraverso gli alveoli polmonari ne permette però il ripristino.

La diffusione facilitata, detta anche trasporto facilitato, è il movimento di molecole attraverso la membrana cellulare tramite particolari proteine integrate nella membrana cellulare che formano dei canali o che si comportano da carrier. Le molecole polari già relativamente grandi e gli ioni sono insolubili nei lipidi e quindi attraversano con troppa lentezza la zona interna idrofobica della membrana. Gli ioni generalmente passano attraverso i canali ma non sempre, a volte sfruttano i carrier. Le grosse molecole polari per poter attraversare la membrana sfruttano i carrier. I carrier sono proteine che si aprono e si chiudono da una faccia all’altra della membrana, diffondono da una parte all’altra legando rilasciando la molecola o lo ione. A seconda del gradiente di concentrazione, il trasporto netto di sostanza avverrà in un senso o nell’altro: la diffusione facilitata è quindi sempre un processo passivo, che non richiede cioè un dispendio di energia. La diffusione facilitata è saturabile: quando tutte le proteine trasportatrici sono impegnate, il trasporto non può procedere ulteriormente.
La diffusione semplice, detta anche trasporto semplice, è un tipo di passaggio attraverso la membrana cellulare che non richiede l’utilizzo di proteine canale o di proteine carrier. Le sostanze idrofobiche passano con facilità e velocemente attraverso la zona delle catene idrocarburiche del doppio strato lipidico. Piccole molecole polari come l’acqua passano con più difficoltà. Molecole polari più grosse come zuccheri semplici o amminoacidi non riescono a passare nella zona idrofobica se non in tempi troppo lunghi.

Question 23

Cos’è l’osmosi? Come influenza la forma delle cellule?

Answer 23

L’osmosi è un tipo particolare di diffusione che comporta il movimento netto di acqua, attraverso una membrana semipermeabile, da una regione a concentrazione maggiore a una regione a concentrazione minore. si definisce pressione osmotica di una soluzione la pressione che deve essere esercitata sulla membrana per impedire ulteriore passaggio di acqua.
Quando vi è passaggio sostanza tra l’interno e l’esterno della cellula in una soluzione isotonica ( stessa concentrazione) lo stesso numero di soluto e di acqua entra ed esce dalla cellula (non facendola deformare). Quando una cellula viene posta in una soluzione ipertonica (fluidi circostanti a concentrazione maggiore) si ha un movimento netto di acqua verso l’esterno provocando la disidratazione della cellula.
Quando viene posta in una soluzione ipotonica (liquido circostante a concentrazione minore rispetto ai materiali disciolti nella cellula) si ha un movimento netto di acqua verso l’interno causando il rigonfiamento della cellula.

Question 24

Perché la lipofilia favorisce la diffusione?

Answer 24

Perché la membrana plasmatica è costituita da elementi lipofili, i lipidi. Tuttavia queste sostanze non devono essere totalmente lipofile, poiché altrimenti non potrebbero lasciare il bilayer lipidico.

Question 25

Quali tipi di canali ionici attraverso cui avviene la diffusione esistono? Fai esempi.

Answer 25

Esistono due tipi di canali ionici, che differiscono per il tipo di attivazione:
canali ionici ligando dipendenti (il canale del Na+-acetilcolina-dipendente, presente sulla membrana plasmatica, e il canale del Ca++-fosfatidilinositolo-dipendente, presente sulla membrana dei calciosomi) e canali ionici voltaggio dipendenti (il canale del Na+ e del K+ presenti nelle cellule nervose)

Question 26

Che tipo di trasporto attivo possiamo avere? definiscili.

Answer 26

Il trasporto attivo è il trasporto di molecole attraverso la membrana plasmatica mediato da una proteina transmembrana detta trasportatore di membrana. A differenza di quanto avviene nel trasporto passivo, nel trasporto attivo è richiesta una spesa energetica ed è sempre necessaria la mediazione di un trasportatore. Possiamo avere due tipi di trasporto attivo : primario e secondario.
Nel trasporto primario l’uso di ATP è accoppiato direttamente al movimento della sostanza attraverso la membrana. Nella maggior parte dei casi il trasporto primario è eseguito da ATPasi. Un tipico trasportatore primario, presente universalmente nelle cellule è la pompa sodio-potassio (o ATPasi sodio-potassio), che contribuisce al mantenimento del potenziale di membrana.
Nel trasporto secondario non viene speso direttamente ATP, ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimico creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula. Questo significa che il trasporto secondario si basa comunque sul consumo di ATP, che permette di mantenere la differenza di potenziale senza la quale non ci sarebbe possibilità di trasporto secondario. Il gradiente creato tramite trasporto secondario può anche essere utilizzato da altri trasportatori: pur trattandosi dello stesso principio del trasporto secondario, in questo caso il fenomeno può prendere il nome di trasporto terziario.

Question 27

Che tipi di pompe possiamo avere?

Answer 27

Esistono 4 tipi di pompe:

• Pompe di tipo P (come quella Na-K; sono caratterizzate da un intermedio fosforilato);
• Pompe di tipo V (le troviamo ad esempio nei vacuoli);
• Pompe di tipo F;
• Pompe di tipo ABC.

Question 28

Cos’è una pompa ABC?

Answer 28

Le pompe di tipo ABC (ABC = ATP binding cassette) rappresentano un meccanismo di resistenza ai farmaci, quando il farmaco entra nella cellula viene buttato fuori da queste pompe. E’ un trasferimento contro gradiente, ma, a causa della resistenza di queste cellule che vogliono difendersi, il farmaco verrà buttato fuori.

Question 29

Come avviene il processo di biosegnalazione se il segnale è liposolubile? E se non lo è?

Answer 29

Se la sostanza è liposolubile ha le caratteristiche idonee per attraversare la membrana, entrerà tranquillamente dentro la cellula in cui troverà le strutture di riconoscimento dei segnali extracellulari (recettori) che in questo caso sono localizzate dentro cellula, e non a caso si chiamano recettori intracellulari.
Se la sostanza non è liposolubile non ha le caratteristiche idonee per attraversare la membrana allora si legherà alle strutture di riconoscimento chiamate recettori, questa volta localizzate all’esterno e dunque chiamate recettori extracellulari. Per cui il segnale cellulare non entra dentro la cellula come
nel primo caso ma si lega semplicemente a questi recettori; da qui parte una cascata di eventi fino a quando non si produce una determinata risposta intracellulare.

Question 30

Qual è la possibile risposta al segnale?

Answer 30

• interazione tra una cellula e un’altra cellula: non basta che siano vicine le cellule per “abbracciarsi”; ma è necessario che ci siano infatti delle modifiche (degli eventi)
• variazione del potenziale di membrana: la cellula nervosa con le cellule muscolari comunicano attraverso una variazione del potenziale di membrana, infatti per esempio la contrazione muscolare avviene solo quando la variazione è così evidente che dentro la cellula inizierà ad entrare calcio che poi determinerà la contrazione.
• variazione nella quantità o nella attività di una determinata proteina: sappiamo che le proteine sono le componenti funzionali di una cellula, dunque se modifico queste di conseguenza sto modificando anche la funzionalità della cellula.

Question 31

Quali sono le tappe della comunicazione?

Answer 31

1. il riconoscimento del segnale extracellulare;

2. il processo che trasforma il segnale riconosciuto in una risposta intracellulare.

Question 32

Com’è chiamata l’interazione tra cellule dello stesso tipo? E di tipo diverso?

Answer 32

Si parla di binding omotipico se interagiscono cellule dello stesso tipo, eterotipico se sono di tipo diverso.

Question 33

Quali proteine di membrana funzionano da segnali extracellulari? Cosa comprendono?

Answer 33

Le proteine della membrana plasmatica che funzionano da segnali extra-cellulari o da strutture di riconoscimento sono glicoproteine di adesione e comprendono:

• Integrine;
• Selectine;
• Proteine della famiglia delle immunoglobuline;
• Caderine.

Question 34

Che tipi di giunzioni esistono? Quali proteine le formano?

Answer 34

Esistono giunzioni di tre tipi:

• Di ancoraggio, formate da caderine;
• Serrate, formate da claudine ed occludine;
• Comunicanti.

Question 35

Come vengono classificati i recettori di membrana?

Answer 35

Possono essere classificati in:

• Recettori accoppiati ad attività enzimatiche;
• Recettori accoppiati a canali ionici (acetilcolina);
• Recettori accoppiati a proteine G.

Question 36

Quali proteine sono dette G e perché?

Answer 36

Sono dette G perché a loro volta legano nucleotidi che contengono guanina, e in particolare GDP e GTP. Le proteine G che sono legate ai recettori a sette eliche
sono proteine trimeriche, perché costituite da tre subunità (alfa, beta e gamma), in realtà la parte attiva è la subunità alfa. Questo recettore ha sul versante extra-cellulare il sito di legame per il segnale solubile che lega il recettore, determinando una modifica conformazionale che induce: lo scambio del nucleotide associato alla proteina G, in particolare alla subunità alfa, da GDP a GTP e il distacco delle subunità beta e gamma. Quando la subunità alfa si libera dalle altre due subunità e lega il GTP, diventa attiva. La subunità alfa attivata può ora attivare un canale ionico, un enzima ed altre cose che dipendono dal recettore, ma soprattutto l’attivazione di questa proteina è in grado di indurre una risposta intracellulare al segnale. Una tipica cosa che avviene è l’attivazione dell’enzima adenilatociclasi, in grado di formare il cAMP. Il segnale solubile che ha legato il recettore a sette eliche è il primo messaggero, il secondo è proprio il cAMP.

Question 37

Quali enzimi accoppiati ai recettori sono i più importanti?

Answer 37

La classe più importante di questi recettori, cioè quelli più ampiamente distribuiti, sono i recettori tirosina chinasi.

Question 38

Cosa sono le chinasi?

Answer 38

Le chinasi sono degli enzimi che

utilizzando ATP fosforilano delle proteine, modificandone la funzione e inducendo una risposta cellulare.

Question 39

In cosa si distinguono i recettori intracellulari?

Answer 39

Si fa una distinzione tra

recettori intracellulari citosolici e recettori intracellulari nucleari.

Question 40

Qual è una famiglia importante di ormoni che lega recettori intracellulari?

Answer 40

Una famiglia importante di ormoni che legano recettori

nucleari è quella degli ormoni tiroidei, T3 e T4.

Question 41

Quando un segnale modifica l’espressione genica?

Answer 41

Nel caso di recettori di membrana l’attivazione del recettore può come non può determinare delle
modifiche nelle espressioni genica.
Quando vengono attivati i recettori intracellulari, la risposta cellulare si realizza sempre attraverso azioni genomiche, perché i recettori intracellulari, siano esseri citosolici o nucleari, altro non sono se non fattori di trascrizione: sono delle proteine regolatrici, come per esempio quelli legati da ormoni steroidei che entrano dentro la cellula e legano il recettore.

Question 42

Com’è detta la componente saccaridica della membrana cellulare?

Answer 42

E’ detta glicocalice.

Question 43

Da cosa è costituita la matrice extracellulare?

Answer 43

E’ costituita da:

• Collageni;
• Proteoglicani;
• Fibronectina, proteina fibrosa.

Question 44

Quali sono le funzioni della MEC?

Answer 44

Le funzioni principali della MEC sono di protezione, di organizzazione dei tessuti (funziona come una sorta di cemento che favorisce l’interazione tra le cellule) e di regolazione (è in grado di mandare dei segnali all’interno della cellula e indurre una risposta).

Question 45

Quando è più importante il rimodellamento della MEC? Perché ?

Answer 45

Il rimodellamento della matrice cellulare è particolarmente importante durante la crescita, perché i tessuti si muovono e si adattano ai nuovi spazi.

Question 46

Nel rimodellamento della MEC quali enzimi sono essenziali? Cosa fanno?

Answer 46

Sono gli enzimi chiamati Metallo-proteasi di matrice (MMP), che degradano le proteine. Il nome metallo-proteasi è dovuto alla loro attività catalitica, di matrice perché appunto agiscono sulle proteine della matrice extra cellulare.

Question 47

Da cosa è costituito il collagene?

Answer 47

E’ costituito da idrossilina e idrossiprolina. E’ una
proteina trimerica, presenta quindi una struttura
quaternaria perché costituita da tre subunità che si organizzano a formare questa proteina a tripla elica.

Question 48

Cos’è lo scorbuto?

Answer 48

E’ una malattia che si sviluppa in assenza di vitamina C, in questi casi il collagene non può organizzarsi in questa struttura tridimensionale e non si possono formare le fibrille.

Question 49

Cosa sono i proteoglicani?

Answer 49

I proteoglicani sono delle strutture costituite da una componente proteica e una glicidica. Alle catene proteiche sono legati dei particolari carboidrati, chiamati glicosamminoglicani, costituiti dalla ripetizione di due unità saccaridiche e caratterizzate da gruppi amminici e gruppi acidi.

Question 50

Cos’è l’acido ialuronico?

Answer 50

E’ un tipo di glicosamminoglicano.

Question 51

Quale proteina fibrosa troviamo nel MEC?

Answer 51

Troviamo la fibronectina.

Question 52

Cos’è e dove si trova il citoscheletro?

Answer 52

È una rete di filamenti proteici che corre lungo tutto il citoplasma e si estende dalla membrana fino ai diversi organelli cellulari.

Question 53

Quali sono le sue funzioni?

Answer 53

• dare forma alla cellula;
• posizionare le diverse strutture;
• controllare i movimenti di materiale all’interno della cellula;
• il movimento della cellula.

Question 54

Da quali componenti è costituito il citoscheletro?

Answer 54

1. Microtubuli;
2. Filamenti intermedi;
3. Microfilamenti.

Question 55

Da cosa sono formati i protofilamenti? Quanti e cosa costituiscono?

Answer 55

Sono formati dalla polimerizzazione delle proteine globulari che strutturano i microtubuli, le tubuline alfa e beta. Tredici protofilamenti si organizzano per formare un microtubulo.

Question 56

La polimerizzazione dei protofilamenti richiede energia?

Answer 56

La polimerizzazione dei microtubuli è un processo che
richiede energia e in particolare richiede l’idrolisi di un nucleotide che somiglia all’ATP che contiene guanina, si chiama GTP.

Question 57

Quali sono le funzioni dei microtubuli?

Answer 57

I microtubuli sono importanti per il trasporto intracellulare, sono importanti anche per il mantenimento della forma e anche dell’organizzazione interna della cellula, in quanto tengono in posizione le diverse strutture cellulari; inoltre hanno anche funzioni specializzate perché organizzano delle strutture specializzate, come per esempio il centriolo e il fuso mitotico sono coinvolti nei processi della divisione cellulare; invece le ciglia e i flagelli sono strutture per la locomozione per il movimento della cellula.

Question 58

Sono più grandi i microtubuli o i microfilamenti?

Answer 58

Sono più grandi i microtubuli.

Question 59

Come avviene lo spostamento attraverso i microtubuli? Attraverso quali proteine? Come vengono chiamate e perché queste proteine?

Answer 59

Quando si forma il protofilamento, che deriva dalla polimerizzazione di dimeri alfa beta tubulina, i protofilamenti si uniscono in maniera tale da far combaciare le due estremità in modo che si abbiano da un lato tutte le subunità alfa e dall’altro le beta, ciò significa che i microtubuli sono strutture polarizzate. Ciò interessa perché la polarizzazione e depolarizzazione hanno velocità diverse alle due estremità, + e -. Alcune proteine muovono i carichi verso un’estremità, altre muovono i carichi verso un’altra estremità. Le proteine che interagiscono con i microtubuli si chiamano chinesine e dineine; le prime
muovono i carichi verso l’estremità +, mentre le dineine verso l’estremità -. Queste proteine vengono dette “motrici” perché hanno il compito di muovere i carichi attraverso i microtubuli.

Question 60

Da cosa sono costituiti i centrioli?

Answer 60

I centrioli sono costituiti da 9 triplette di microtubuli.

Question 61

Da cosa dipende il riarrangiamento dei microtubuli?

Answer 61

1. dalla temperatura;
2. da dove sono localizzati i microtubuli
3. da proteine associate ai microtubuli che si chiamano MAP;
4. da modifiche post-traduzionali, cioè che intervengono sulla tubulina dopo che è stata sintetizzata nel processo di sintesi proteica.

Question 62

Quali sostanze vengono usate in chemioterapia per interrompere il riarrangiamento?

Answer 62

• Alcaloidi della Vinca: vinorelbina, vincristina, che agiscono inibendo la polimerizzazione dei microtubuli;
• Tassolo: in parte ricavato dalla pianta, in parte sintetizzato in laboratorio e inibisce la depolimerizzazione;
• Colchicina: non è quasi più usata per la chemioterapia, ma in laboratorio quando il ricercatore vuole osservare i cromosomi, quindi vuole fare
  un’analisi del cariotipo di una cellula, quindi utilizza la colchicina che blocca il ciclo cellulare perché essenzialmente blocca la depolimerizzazione dei microtubuli.

Question 63

Come influenzano il movimento cellulare i microtubuli?

Answer 63

I microfilamenti creano strutture specializzate per la

locomozione che si chiamano CIGLIA e FLAGELLI.

Question 64

Qual è la struttura di ciglia e flagelli?

Answer 64

E’ una struttura 9+2, cioè 9 doppietti di microtubuli che circondano una coppia di microtubuli centrali, nella porzione mobile del flagello; mentre la porzione immobile, cioè il corpo basale, che è quella
ancorata alla membrana plasmatica, ha la stessa struttura del centriolo.

Question 65

Da cosa sono costituiti i microfilamenti?

Answer 65

La proteina che li organizza è una proteina globulare (come le tubuline) chiamata actina. Infatti i microfilamenti sono anche detti filamenti di actina.
L’actina si polimerizza a formare un polimero; due polimeri di actina si avvolgono ad organizzare il microfilamento, quindi, a differenza dei microtubuli, i microfilamenti sono delle strutture piene e non cave.

Question 66

Quali funzioni hanno i microfilamenti?

Answer 66

• Trasporto intracellulare;
• Dare forma alle cellule;
• Movimento cellulare;
• Permettere il movimento dell’intera cellula;
• Contrazione muscolare;
• Divisione cellulare, sono coinvolti nel processo
di separazione del citoplasma, cioè il processo di citodieresi.

Question 67

Quali sono le proteine motrici dei microfilamenti? Quando sono convenzionali? Quando non lo sono?

Answer 67

Le proteine motrici che legano i microfilamenti si chiamano MIOSINE.

1. Miosine convenzionali: hanno la capacità di associarsi fra di loro e formare dei fasci, ovvero i filamenti spessi del sarcomero di una cellula muscolare.
2. Miosine non convenzionali: non si associano tra di loro non formando così i fasci, ma funzionano in maniera molto simile alle proteine motrici che interagiscono con i microtubuli.

Question 68

In che modo i microfilamenti danno forma alla cellula? Tirano verso l’esterno o verso l’interno?

Answer 68

Essi danno forma alla cellula grazie all’interazione fra la miosina e l’actina. Tali forze tirano verso l’interno della cellula.

Question 69

Come avviene il movimento cellulare dovuto ai microfilamenti?

Answer 69

I microfilamenti rapidamente si polimerizzano e si depolimerizzano, facendo così avanzare la cellula. Si sviluppa così Il movimento ameboide dovuto alla formazione di una specie di piedi
detti pseudopodi.

Question 70

Da che tipo di proteine sono caratterizzati i filamenti intermedi?

Answer 70

Sono fatti da proteine fibrose.

Question 71

I filamenti intermedi si polimerizzano?

Answer 71

No, sono strutture stabili.

Question 72

Quali funzioni hanno i filamenti intermedi?

Answer 72

• Resistenza alla trazione;

* Supporto alla cellula.

Question 73

I filamenti intermedi dove si possono pure trovare? In tal caso come vengono chiamati?

Answer 73

Si ritrovano anche al di sotto della membrana interna dell’involucro nucleare. Questi simil filamenti intermedi sono detti lamine nucleari.

Question 74

Quali organuli troviamo nel sistema delle endomembrane? Perché questi organuli vengono raggruppati?

Answer 74

Troviamo:
- Reticolo endoplasmatico: sia quello liscio che rugoso
- Complesso del Golgi;
- Lisosomi: nella cellula animale;
- Vacuolo: nella cellula vegetale;
- Vescicole di smistamento: vescicole che contengono vari carichi e che possono essere spostate nelle varie regioni della cellula.
Le componenti di questo sistema vengono considerate insieme sia perché sono tutte membrane biologiche sia perché in qualche modo sono connesse, per quanto riguarda i processi che le producono e per quanto riguarda il loro significato funzionale (Infatti in qualche modo c’è un’interazione tra questi compartimenti).

Question 75

Quali funzioni hanno gli organuli del sistema delle endomembrane?

Answer 75

• Sintesi delle membrane;
• Spostamento di materiali diversi in diversi compartimenti cellulari;
• Funzioni digestive;
• Eliminazione di sostanze estranee.

Question 76

Come si distingue il reticolo endoplasmatico?

Answer 76

Si distingue in:

• LISCO: REL;
• RUGOSO: RER.

Question 77

Che funzioni ha il reticolo endoplasmatico?

Answer 77

Il reticolo endoplasmatico, che sia RER o REL, si occupa di:
- Modifica chimica degli xenobiotici
- Sintesi dei lipidi di membrana.
Solo il RER si occupa di:
- sintesi delle proteine;
- sintesi delle membrane.

Question 78

La sintesi di lipidi è sempre completata nel RER?

Answer 78

La sintesi dei lipidi è completata nel RER solo se essi non contengono una porzione zuccherina, se invece la contengono gli zuccheri vengono poi aggiunti in un altro compartimento, in particolare nell’apparato del Golgi.

Question 79

Il RER è importante per l’inizio o il completamento della sintesi delle proteine? Tutte le proteine vengono completate nei ribosomi legati al RER? Quali sono quelle che vengono completate in esso?

Answer 79

Il RER è importante per il completamento della sintesi delle proteine.
Solo alcune proteine vengono completate sul
RER, perché per alcune la sintesi inizia e finisce sui ribosomi liberi, per altre la sintesi inizia sui ribosomi liberi ed è completata sul RER.
Le proteine che completano la loro sintesi sul reticolo endoplasmatico rugoso sono le proteine destinate alla via esocitica.

Question 80

Quali sono le proteine della via esocitica? Esempi? Perché è detta eso-citica?

Answer 80

Sono le proteine del sistema delle endomembrane, le proteine della membrana plasmatica e le proteine che
devono essere buttate fuori dalla cellula.
Via ESOcitica perché è di fuoriuscita.

Question 81

Come avviene il legame ribosoma-RER? Cos’è il SRP?

Answer 81

Il ribosoma possiede due sub unità, una più grande e una più piccola. Su questa struttura viene sintetizzata la proteina, se questa è destinata alla via esocitica avrà una sequenza di amminoacidi di indirizzamento, in modo da far capire alla cellula che la proteina deve terminare la sua sintesi sul RER. Questa sequenza viene riconosciuta da una struttura che è un complesso di proteine detta SRP (proteina di riconoscimento della sequenza polipeptidica) che riconosce la sequenza target della proteina e si lega a questa. Da un punto
di vista chimico è costituita da proteina e RNA. Questo passaggio è importantissimo perché la SRP che ha legato la sequenza target della proteina, si lega ad una struttura di riconoscimento nel RER vicina ad una sorta di canale detto traslocone. Successivamente il ribosoma si accomoda sul reticolo e l’SRP può andare via perché ha svolto il suo compito, cioè quello di indirizzare il ribosoma.

Question 82

Una vola sintetizzata, qual è il percorso della proteina?

Answer 82

Una volta che è finita nel lume, la proteina può restare nel lume perché magari è un enzima del reticolo endoplasmatico. Se invece è una proteina destinata
all’apparato del Golgi, una vescicola si staccherà, cioè ci sarà un’estroflessione della membrana del reticolo e si staccherà una vescicola con dentro la proteina. La vescicola andrà a fondersi con l’apparato di Golgi e la proteina si troverà nel lume dell’apparato. Supponendo che invece la proteina sia destinata al lisosoma un’altra vescicola si staccherà dall’apparato del Golgi contenente la proteina per poi fondersi con il lisosoma. Supponendo ancora che la proteina sia destinata ad essere buttata fuori, come nel caso dell’insulina, in questo caso la vescicola si staccherà dall’apparato del
Golgi, si fonderà con la membrana plasmatica e il contenuto della vescicola verrà buttato fuori all’esterno della cellula. Invece se la proteina è una proteina di membrana, il traslocone favorisce l’inserimento della proteina nel contesto della membrana del reticolo.
Nel caso in cui è una proteina della membrana plasmatica, la vescicola, contenente la proteina in questione, gemma dal reticolo. In seguito si fonde con l’apparato del Golgi e da qui gemma una vescicola che si fonde con la membrana plasmatica. A questo punto
la proteina, che era una proteina della vescicola, diventa una proteina della membrana plasmatica.

Question 83

Cosa succede se le proteine create sono ripiegate male? Come si chiama questo pathway? Cosa causa l’accumulo di proteine misfloded?

Answer 83

Vengono fatti uscire dal reticolo endoplasmatico attraverso specifiche proteine di traslocazione, arriva al citosol e viene degradata da questo complesso multi-enzimatico che si chiama proteasoma.
Questo pathway si chiama ERAD, che vuol dire “via di degradazione” delle proteine attivata dal reticolo
endoplasmatico.
Le proteine mal ripiegate determinano grosse problematiche in una cellula: ad esempio molte malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, sono
causate da accumulo di proteine mal ripiegate, che non solo non funzionano ma sono anche molto pericolose, per cui devono essere eliminate.

Question 84

In quale processo è coinvolto l’apparato del Golgi?

Answer 84

E' coinvolto in:
• Modifiche post- traduzionali;
• Sintesi di proteine;
• Sintesi di alcuni componenti della parete cellulare;
• Sintesi di zuccheri.

Question 85

In quale processo che coinvolge le proteine è coinvolto l’apparato di Golgi?

Answer 85

È coinvolto nella via di smistamento, cioè
nella via di distribuzione delle proteine destinate alla via esocitica. Quando il reticolo endoplasmatico rugoso rilascia le vescicole se le proteine non sono
destinate al reticolo endoplasmatico, attraverso vescicole arrivano all’apparato del Golgi; se la proteina che viene completata sul reticolo endoplasmatico è una proteina del lume della membrana resta lì; se
invece deve essere destinata a un altro compartimento del sistema delle endomembrane o alla membrana plasmatica, allora deve passare attraverso vescicole dal reticolo endoplasmatico al Golgi.

Question 86

Come avviene lo spostamento di materiali attraverso il Golgi?

Answer 86

Lo spostamento avviene grazie a vescicole. Se si tratta di proteine esse gemmano dal reticolo endoplasmatico e poi si fondono con le cisterne del Golgi, poi cominciano a passare attraverso le diverse vescicole del Golgi fino a maturare. Infine se questo contenuto proteico deve rimanere nel Golgi, non si sposta; se il contenuto deve essere trasferito in altri punti della cellula, si sposta attraverso una vescicola.

Question 87

Come si chiamano le teorie sul trasporto nell’apparato di Golgi? Descrivile.

Answer 87

Una è la teoria del trasporto vescicolare, l’altra è quella del rinnovamento.
La prima teoria prevede che il componente proteico arrivato alla prima cisterna del Golgi si stacchi dalla prima cisterna attraverso un’altra vescicola passando alla seconda cisterna, qui subisce una modifica. Attraverso una vescicola si stacca e passa alla terza cisterna, la quarta e la quinta. Questa teoria presuppone che le cisterne del Golgi siano sempre le stesse ed è come se fossero dei compartimenti di una catena di montaggio dove avvengono delle operazioni diverse.
La seconda teoria presuppone che queste cisterne non siano fisse, ma che vadano incontro a un processo di maturazione: quando una
vescicola si sposta dal reticolo endoplasmatico, si forma una cisterna Golgiana, questa cisterna matura e diventa una cisterna con caratteristiche
diverse da quelle che aveva un momento prima; continua a maturare e diventa una cisterna ancora diversa e così via di seguito. Intanto, continua il processo di formazione di nuove cisterne che si
staccano dal reticolo endoplasmatico. In definitiva, in questo caso, è come se le cisterne non mantenessero nel tempo sempre le stesse caratteristiche ma maturassero via via che si procede
dal reticolo endoplasmatico fino alla membrana cellulare.

Question 88

Considerando le due teorie, come avviene realmente il trasporto nel complesso del Golgi?

Answer 88

E’ un intermedio tra le due teorie.

Question 89

In che senso il complesso del Golgi è coinvolto nel rinnovamento delle membrane?

Answer 89

I componenti delle nuove membrane vengono
sintetizzati nel reticolo endoplasmatico. Nel momento in cui le vescicole si staccano dal reticolo endoplasmatico essi muovono attraverso l’apparato del Golgi, per esempio per raggiungere la
membrana, dove subiscono una maturazione. In tal modo il complesso del Golgi è coinvolto nel rinnovamento delle strutture di membrana.

Question 90

Esistono vescicole che si muovono dall’esterno verso l’interno della cellula? Come si chiama questa via? Quando accade ciò?

Answer 90

Si esistono e questa via si chiama endocitica. Questo capita quando sostanze che si trovano fuori molto grandi e che quindi non possono fare i sistemi di trasporto di membrana, devono essere assunte
dalla cellula attraverso un processo che si chiama endocitosi (la membrana viene ad invaginarsi e dalla membrana che si invagina si staccano delle vescicole che si muovono da fuori a dentro).

Question 91

Da cosa sono costituite le vescicole? Che funzione ha il rivestimento proteico?

Answer 91

Le vescicole sono costituite da doppi strati lipidici, quindi sono membrane. Il rivestimento proteico che hanno serve ad aumentare la loro polarità e a favorirne lo spostamento.

Question 92

Come avviene la glicosilazione delle proteine?

Answer 92

Nel Golgi viene prima sintetizzato questo oligosaccaride (ci sono degli enzimi che uniscono fra di loro i monosaccaridi a formare questi oligosaccaridi), poi, quando la proteina arriva al Golgi, gli enzimi transferasi attaccano questo oligosaccaride alla
proteina.

Question 93

Per quali proteine si parla di o-glicosilazione? Per quali di N-glicosilazione? Entrambe le glicosilazioni avvengono nel Golgi?

Answer 93

La o-glicosilazione delle proteine può avvenire su residui di serina e di treonina, che sono amminoacidi con gruppo OH alcolico.
Se avviene su residui di asparagina, un
amminoacido con un gruppo NH ammidico, si parla di n-glicosilazione.
Nel Golgi avviene solo la o-glicosilazione, la n-glicosilazione avviene nel reticolo endoplasmatico.

Question 94

Perché gli zuccheri delle membrane si trovano solo sul foglietto esterno?

Answer 94

Considerando una proteina n-glicosilata, sono stati aggiunti zuccheri nel reticolo endoplasmatico nel lato della proteina che guarda l’interno del reticolo endoplasmatico. La stessa cosa accade con la o-glicosilazione nel Golgi. Quando poi la vescicola gemmerà dal Golgi e si fonderà con la
membrana plasmatica, la porzione zuccherina che guardava nella vescicola e in tutti questi compartimenti intracellulari sarà esposto verso l’esterno della cellula.

Question 95

Da chi è svolto il ruolo dei lisosomi nella cellula vegetale?

Answer 95

Il vacuolo.

Question 96

Da cosa hanno origine lisosomi e vacuolo?

Answer 96

I lisosomi si formano da vescicole provenienti dal Golgi.

Question 97

In quali processi sono coinvolti i lisosomi?

Answer 97

I lisosomi sono degli organelli coinvolti in processi digestivi, cioè in processi che portano alla degradazione di molecole biologiche e in particolare contengono tutta la batteria di enzimi necessari a degradare i diversi tipi di molecole biologiche (quindi possono contenere, ad esempio, gli enzimi che degradano i polisaccaridi, enzimi che degradano le proteine, enzimi che degradano i lipidi ecc.).

Question 98

Come si chiamano gli enzimi dei lisosomi? Dove vengono sintetizzati?

Answer 98

Si chiamano “litici” e sono sintetizzati nel reticolo endoplasmatico (ovvero la sintesi è completata nel reticolo endoplasmatico, che è anche detto ergastoplasma).

Question 99

Come viene mantenuto il pH acido nei lisosomi? Che pH si ha?

Answer 99

Il pH lisosomiale è < 5
Il pH all’interno di queste vescicole è piuttosto acido perché sulla membrana di queste vescicole c’è una pompa protonica che pompa ioni H+ dall’esterno all’interno della vescicola. In particolare questa pompa
è una pompa di tipo V.

Question 100

In che modo il pH è importante per gli enzimi nei lisosomi?

Answer 100

Gli enzimi lisosomiali si attivano solo a quel determinato pH. Questo è un bene perché, se questi enzimi finissero nel citosol, si neutralizzerebbero e non distruggerebbero la cellula.

Question 101

Come viene detto il processo di degradazione dei componenti cellulari vecchi?

Answer 101

Il componente viene avvolto da una vescicola che si chiama fagosoma (o fagoforo); questa vescicola
viene fusa con un lisosoma e si forma la struttura che si chiama autofagolisosoma. Gli enzimi lisosomiali possono iniziare la loro attività di degradazione del materiale contenuto all’interno di questa vescicola.

Question 102

Che fine fanno i rifiuti?

Answer 102

In parte la cellula è in grado di espellerlo, in parte non è capace di buttare fuori questo materiale, per cui
viene trattenuto all’interno della cellula. Questo materiale è tipicamente costituito da polimeri ed è detto pigmento di lipofuscina. Tanto più è vecchia la cellula tanto più accumula pigmento di lipofuscina. La possibilità di una cellula di dividersi conferisce alla cellula anche la possibilità di diluire questi granuli di lipofuscina. Se una cellula non ha la capacità di dividersi, più invecchia, più accumula questi pigmenti che interferiscono con le funzioni della cellula che accumulando troppi granuli di pigmento di degradazione (relativo a scorie cellulari) deve andare incontro ad apoptosi, così muore.

Question 103

In cosa differiscono fagocitosi ed endocitosi? Come può essere l’endocitosi?

Answer 103

La fagocitosi è un processo tipico di cellule specializzate, dette fagociti, come ad esempio le cellule specializzate del sistema di difesa, come alcuni globuli bianchi, i neutrofili o i monociti, che poi si differenziano e diventano macrofagi.
L’endocitosi, invece, è caratteristica di tutte le nostre cellule e può avvenire:
- In un processo aspecifico, in una regione qualsiasi della membrana plasmatica;
- In un processo specifico, a livello di regioni specializzate della membrana plasmatica, che hanno sul versante extracellulare delle strutture proteiche
di riconoscimento della sostanza che deve essere endocitata, cioè dei recettori di superficie. Nella porzione di membrana in cui sono esposte queste strutture di riconoscimento, sul versante intracellulare la membrana presenta un rivestimento di natura proteica, costituito da clatrina.

Question 104

Per le lipoproteine (LDL nello specifico) si parla di endocitosi specifica o aspecifica?

Answer 104

Si parla di endocitosi specifica.

Question 105

Qual è il colesterolo buono?

Answer 105

Il colesterolo HDL è quello “buono”.

Question 106

Quali diverse lipoproteine conosciamo?

Answer 106

I chilomicroni CM, le più grandi, con una densità più bassa; essi trasferiscono i trigliceridi assorbiti con la dieta, quindi si formano nel sangue refluo dell’intestino; poi ci sono VLDL, che trasferiscono trigliceridi, come i chilomicroni. Invece, le IDL, le LDL e le HDL trasferiscono essenzialmente colesterolo, ma in direzioni diverse. Come si può notare dall’immagine, le LDL e le HDL sono le più piccole, quindi anche quelle con una densità più alta.

Question 107

Il nucleo è caratteristico di quale cellula?

Answer 107

E’ caratteristico della cellula eucariotica.

Question 108

Cosa troviamo all’interno del nucleo?

Answer 108

Dentro al nucleo troviamo:

• DNA, il nostro materiale genetico;
• proteine, che hanno un ruolo funzionale;
• RNA, che vengono trascritti nel nucleo, perché vengono copiati dal DNA.

Question 109

Quali processi coinvolgono il nucleo?

Answer 109

Tra i più importanti processi che coinvolgono il nucleo ci sono:

• La replicazione del DNA;
• Sintesi e modifiche sulle molecole di RNA;
• Assemblaggio delle subunità ribosomiali.

Question 110

Com’è strutturato il nucleo?

Answer 110

Il nucleo è delimitato dal resto del citoplasma da un involucro nucleare, costituito da due membrane, aventi la tipica struttura delle membrane biologiche.

Question 111

Com’è chiamato l’ambiente interno al nucleo?

Answer 111

Carioplasma.

Question 112

Cosa sono i pori nucleari? Che funzione hanno? Che proteine sono coinvolte e come?

Answer 112

Sono delle aperture che si determinano in certi punti in cui le membrane nucleari sono tra loro fuse.
Devono controllare il trasferimento di sostanze fra l’interno e l’esterno del nucleo.
Quando una sostanza si muove da fuori a dentro il nucleo, deve essere legata a delle proteine specifiche di trasporto che si chiamano importine; quando una sostanza deve lasciare il nucleo, è legata a delle proteine che si chiamano esportine. Importine ed esportine sono complessivamente note come carioferine, cioè proteine che trasferiscono materiale attraverso il nucleo.

Question 113

Cosa sono i nucleoli?

Answer 113

Sono le regioni del nucleo coinvolte nell’assemblaggio delle subunità ribosomiali. Si notano come regioni elettrondense all’interno del nucleo.

Question 114

Cos’è la cromatina?

Answer 114

La cromatina è un complesso di DNA e proteine: dentro il nucleo, il DNA non si trova mai da solo, ma sempre associato a delle proteine.

Question 115

Quali proteine sono coinvolte nella formazione della cromatina?

Answer 115

Sono gli istoni.

Question 116

In quale processo sono coinvolti i ribosomi?

Answer 116

Sono coinvolti nel processo di sintesi delle proteine.

Question 117

Come sono fatti?

Answer 117

I ribosomi si presentano costituiti da due subunità, una più grande, la subunità maggiore e una più piccola, la subunità minore.

Question 118

Da cosa sono composti? Quindi si parla di complessi…?

Answer 118

Ognuna di queste subunità è costituita da RNA ribosomiale e da proteine: si parla di complessi ribonucleoproteici.

Question 119

Perché il nucleolo appare come una regione “elettrondensa”?

Answer 119

Poiché vi è un’intensa attività

di sintesi di RNA.

Question 120

Che funzione hanno i mitocondri?

Answer 120

Sono il compartimento cellulare a livello del quale viene prodotta la più grande quantità di ATP. Sono anche coinvolti nel controllo della concentrazione di un
messaggero cellulare molto importante, il Ca2+, uno ione che regola la funzione di molte proteine a cui si lega. Inoltre, è anche coinvolto nell’attivazione della morte cellulare programmata, la apoptosi.

Question 121

Come sono fatti i mitocondri?

Answer 121

I mitocondri sono delimitati da due membrane:
1. Membrana esterna, liscia;
2. Membrana interna, ripiegata.
Questi ripiegamenti della membrana interna si
chiamano creste mitocondriali. Lo spazio fra le due membrane si chiama spazio intermembrana, mentre lo
spazio delimitato dalla membrana interna si chiama matrice mitocondriale, dove si trovano il DNA e i ribosomi mitocondriali.
Quindi il mitocondrio ha:
- Due compartimenti membranosi, la membrana esterna e quella interna;
- Due compartimenti acquosi, lo spazio intermembrana e la matrice mitocondriale.

Question 122

Quale concentrazione controllano i mitocondri?

Answer 122

Sono anche coinvolti nel controllo della concentrazione di un messaggero cellulare molto importante, il Ca2+, uno ione che regola la funzione di molte proteine a cui si lega.

Question 123

Quale teoria ci spiega la presenza di DNA nei mitocondri e nei plastidi? Cosa dice?

Answer 123

Si tratta della teoria endosimbiotica.
Secondo questa teoria dimostrata, i mitocondri erano ancestrali cellule procariotiche che sapevano utilizzare ossigeno, endocitate da ancestrali cellule eucariotiche, che invece non sapevano usare l’ossigeno e che quindi, invece di digerire l’alfa-proteobatterio, lo ha tenuto al suo interno, perché ne ricavava un vantaggio; d’altra parte, la cellula procariotica riceveva la protezione dalla cellula eucariotica. Quindi è un vantaggio reciproco: si instaura una simbiosi conseguente ad
un processo endocitico.

Question 124

I mitocondri contengono ribosomi?

Answer 124

Si

Question 125

Cosa rafforza la teoria endosimbiotica?

Answer 125

Questi organelli hanno un DNA e dei ribosomi diversi da quelli eucariotici e che assomigliano di più a quelli procariotici.

Question 126

Come arrivano le proteine nel compartimento giusto nei mitocondri? E nei plastidi?

Answer 126

Vengono coinvolti particolari sistemi di traslocazione, che sono presenti sia sulla membrana esterna che su quella interna del mitocondrio e che sono delle proteine transmembrana che lavorano per favorire il trasferimento di proteine da fuori a dentro il mitocondrio. Sono chiamate con le sigle TIM (la traslocasi della membrana interna) e TOM (la traslocasi della membrana esterna): se la proteina è destinata allo spazio intermembrana, o alla membrana esterna, allora userà solo il sistema di traslocazione della membrana esterna, altrimenti, se è destinata alla matrice mitocondriale, o alla membrana interna, utilizzerà entrambi i sistemi di traslocazione. In particolare, ci sono una TOM e almeno due TIM in un mitocondrio. Anche nei plastidi ci sono due sistemi di membrana, quindi anche nei plastidi ci sono delle traslocasi simili a quelle dei mitocondri, chiamate TIC e TOC.

Question 127

cosa sono e che funzione svolgono i perossisomi?

Answer 127

I perossisomi cono organelli circondati da una sola membrana. I perossisomi sono organelli che si comportano come i mitocondri, infatti trasportano le proteine attraverso sistemi di traslocazione.
Funzioni:
• Portano proteine sintetizzate e completate sui ribosomi liberi;
• Sono coinvolti in processi ossidativi e hanno enzimi di difesa (catalasi).

Question 128

Quali perossisomi specializzati hanno le piante? Cosa fanno?

Answer 128

Le piante hanno dei perossisomi specializzati di due tipi:
- Gliossisomi, in cui avviene il ciclo del gliossilato, ovvero un ciclo metabolico che dà la capacità alle piante di convertire i grassi in zuccheri (gli animali non
lo sanno fare, ma sanno fare il processo contrario: convertire l’eccesso di zuccheri in acidi grassi, che poi vengono conservati come trigliceridi). Le piante, quindi, utilizzano il carbonio dei lipidi per costruire zuccheri.
- Perossisomi fogliari, che sono coinvolti nei meccanismi di protezione della pianta dalla disidratazione (verrà approfondito in biologia vegetale).

Question 129

Cosa producono i perossisomi? Come si proteggono da questo prodotto?

Answer 129

Nei processi di ossidazione in cui sono coinvolti i perossisomi producono perossido di idrogeno (acqua ossigenata) e, per questo motivo, sono conosciuti come perossisomi.
Si difendono dalle azioni ossidative
dell’acqua ossigenata grazie all’enzima catalasi.

Question 130

I perossisomi degli animali in quale processo sono coinvolti?

Answer 130

Le cellule animali contengono un solo tipo di perossisomi, i quali sono coinvolti in processi di ossidazione degli acidi grassi. Questo processo prende il nome di β-ossidazione (avviene essenzialmente nei mitocondri, ma anche i perossisomi
hanno questa capacità).

Question 131

Cosa succede quando un mitocondrio viene danneggiato?

Answer 131

Quando un mitocondrio viene danneggiato, nella sua membrana si aprono grossi pori che causano il rilascio nel citoplasma del citocromo c, una proteina importante nella produzione di energia. Il citocromo c induce l’apoptosi attivando un gruppo di enzimi noti come caspasi.

Question 132

Cos’è l’endocitosi?

Answer 132

E’ un processo con il quale una vescicola che si forma da invaginazione della membrana plasmatica.

Question 133

Cosa accade nella fagocitosi?

Answer 133

Si formano degli pseudopodi grazie all’intervento di
componenti citoscheletrici (in particolare filamenti di actina), quindi è l’estroflessione di particolari regioni della membrana che poi forma la vescicola.