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vanda-gualtieri
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gli organelli cellulari
tutte le cellule tutte le cellule presentano al loro presentano al loro interno una serie di interno una serie di organelli, strutture organelli, strutture specializzate nello specializzate nello svolgimento di svolgimento di particolari funzioniparticolari funzioni
o meglio, quasi tutte: alcune cellule perdono
nel corso della loro vita una parte o
addirittura tutti gli organelli
una cellula “chimerica”una cellula “chimerica”
vescicole di secrezione
centrioli
complesso di Golgi
mitocondrio
reticolo endo-plasmatico rugoso
involucro nucleare
centrosoma
pori nucleari
ribosomi
cigliamicrovilli
citosol
lisosoma
citoscheletro
reticolo endo-plasmatico liscio
nucleolo
cromatina
somiglianze e differenze somiglianze e differenze fra tipi cellulari nel fra tipi cellulari nel corredo di organellicorredo di organelli
lo stesso corredo di lo stesso corredo di organelli si osserva organelli si osserva in cellule anche in cellule anche molto diverse fra molto diverse fra loro, sia morfolo-loro, sia morfolo-gicamente che fun-gicamente che fun-zionalmentezionalmente
diversi tipi cellulari diversi tipi cellulari sono però caratte-sono però caratte-rizzati da diversa rizzati da diversa morfologia, dislo-morfologia, dislo-cazione e relativa cazione e relativa abbondanza dei abbondanza dei diversi organellidiversi organelli
?
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compartimenti
rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una sezione di una cellula; sono cellula; sono evidenziate alcune evidenziate alcune componenti componenti cellulari cellulari fondamentali.fondamentali.
rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una sezione di una cellula; sono cellula; sono evidenziate alcune evidenziate alcune componenti componenti cellulari cellulari fondamentali.fondamentali.
il disegno mette in il disegno mette in evidenza la presenza evidenza la presenza di membrane (simili di membrane (simili al plasmalemma) al plasmalemma) anche all’interno anche all’interno della celluladella cellula
il disegno mette in il disegno mette in evidenza la presenza evidenza la presenza di membrane (simili di membrane (simili al plasmalemma) al plasmalemma) anche all’interno anche all’interno della celluladella cellula
quindi: all’interno della cellula si osservano membrane che delimitano precisi compartimenti
• tali compartimenti intracellulari costituiscono i cosiddetti organelli membranosi
• la suddivisione della cellula in tali compartimenti è di estrema importanza biologica…
citosol
sistema membranoso (o vacuolare) sistema membranoso (o vacuolare) citoplasmaticocitoplasmatico
nucleo
citosolcitosol
nucleonucleo
rappresentazione schematica a “falsi rappresentazione schematica a “falsi colori” di un’immagine al microscopio colori” di un’immagine al microscopio elettronico a trasmissione di una porzione elettronico a trasmissione di una porzione di cellula a cavallo fra nucleo e citoplasmadi cellula a cavallo fra nucleo e citoplasma
rappresentazione schematica a “falsi rappresentazione schematica a “falsi colori” di un’immagine al microscopio colori” di un’immagine al microscopio elettronico a trasmissione di una porzione elettronico a trasmissione di una porzione di cellula a cavallo fra nucleo e citoplasmadi cellula a cavallo fra nucleo e citoplasma
organelli organelli membranosimembranosi
reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico liscioliscio
reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico liscioliscio
reticolo endoplasmatico liscio in reticolo endoplasmatico liscio in cellula di corticosurrenecellula di corticosurrene
?reticolo endoplasmatico liscio, formato da sistemi “chiusi” di tubuli intercomunicanti
altre cellule ricche di reticolo endoplasmatico liscio…
?
mitocondrio (riconoscibile per il duplice involucro membranoso e per le creste formate dalla membrana interna)
membrane plasmatiche di cellule adiacenti
?
reticolo endoplasmatico liscio, formato da sistemi “chiusi” di tubuli intercomunicanti
?
involucro nucleare
reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico rugosorugoso
reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico rugosorugoso
reticolo endoplasmatico rugosoreticolo endoplasmatico rugosoin citoplasma di neuronein citoplasma di neurone
(sostanza di Nissl)(sostanza di Nissl)
1 µm1 µm
Rreticolo endoplasmatico rugoso
rerrer
fase interna
fase esterna
la “rugosità” di questo reticolo è determinata
dalla presenza di ribosomi regolarmente allineati lungo la sua superficie
Cisterne di reticolo endoplasmatico rugoso particolarmente “rigonfie”
cisterna di RER (parte del sistema vacuolare del citoplasma)
citosol
rer e ribosomi liberirer e ribosomi liberi
i ribosomi si trovano anche “liberi” nel citosol
(non solo aderenti alle membrane del reticolo)
Nota bene:Nota bene:
la morfologia la morfologia del RERdel RER
la morfologia la morfologia del RELdel REL
la possibile la possibile comunicazione comunicazione fra essifra essi
Funzioni del reticolo liscioFunzioni del reticolo liscio
• Tutte le cellule– Sintesi di lipidi di membrana
• Enzimi sul versante citosolico• Incorporazione dei lipidi• Trasferimento sul versante interno
tramite flippasi
Funzioni del reticolo liscioFunzioni del reticolo liscio
• Gonadi: sintesi di:– Testosterone– Estrogeni– Progesterone
• Surrene: sintesi di:– Ormoni corticosurrenali
Sistemi enzimatici sulle membrane (anche del mitocondrio)
Sistemi di rilascio meno noti rispetto all’esocitosi; probabilmente liberati in modo continuo per diffusione attraverso la membrana
Reticolo endoplasmatico liscioReticolo endoplasmatico liscio
Cellule interstiziali di Leydig (testicolo)
Cellula di corticale surrenale
Funzioni del reticolo liscio
• fegato:– Detossificazione di composti organici
• Barbiturici• Etanolo• …
– Metabolismo del glicogeno
Non sempre vantaggiosa…
Interviene sicuramente nella scissione del glicogeno; forse partecipazione attiva anche nei processi di deposizione
Funzioni del reticolo liscio
• Reticolo sarco-plasmatico
Reticolo sarco-plasmatico
• Accumulo e rilascio di ioni calcio…
reticolo endoplasmatico rugoso
talvolta visibile al microscopio ottico (per esempio: sostanza “tigroide” o di Nissl nel citoplasma dei neuroni)
cellula con abbondante reticolo endoplasmatico rugoso
rer e ribosomi liberirer e ribosomi liberi
ribosomi liberi
ribosomi aderenti al reticolo
RibosomaRibosoma
20 nm
mRNAmRNA
RibosomaRibosoma
20 nm
mRNAmRNA
proteinaproteina
Ribosoma all’inizio della traduzioneRibosoma all’inizio della traduzione
Ribosoma aderente al Ribosoma aderente al reticolo endoplasmaticoreticolo endoplasmatico
accrescimento accrescimento del polipeptide del polipeptide
nella cisterna del nella cisterna del reticoloreticolo
Ribosomi liberi e ribosomi legati
Interazione fra il ribosoma Interazione fra il ribosoma e la membrana del reticoloe la membrana del reticolo
recettore del ribosoma
proteina traslocatrice
recettore della SRP
peptide segnale sulla catena polipeptidica nascente
cellula con abbondante reticolo endoplasmatico rugoso
qual è il destino del qual è il destino del materiale sintetizzatomateriale sintetizzatoa livello del reticolo a livello del reticolo endoplasmatico rugoso?endoplasmatico rugoso?
Interazione fra Interazione fra ribosomi e RERribosomi e RER
animate
il destino del materiale sintetizzato nel reticolo endoplasmatico rugoso cisterna di reticolo
endoplasmatico
vescicola
cisterna di Golgi
vescicola
gemmazione
fusione
gemmazione
Vesciole rivestite da cotomeri
(non da clatrina!)
genesi e flusso costitutivo di vescicole
complesso complesso di Golgidi Golgicomplesso complesso di Golgidi Golgi
complesso di Golgicomplesso di Golgi
Complesso di Golgi
• dischi membranosi appiattiti chiamati sacculi
• 5-6 sacculi formano un’apparato(“pila di piatti da cucina”)
• più spesso vicino al nucleo
com
ple
sso d
i G
olg
i
Golg
i
la polarizzazione del Golgi
la to “trans”
la to “cis”
il contenuto del il contenuto del complesso di Golgi complesso di Golgi matura man mano che matura man mano che viene trasferito dalla viene trasferito dalla cisterna che si trova cisterna che si trova sul lato “cissul lato “cis”…”…
...a quella posta sul lato “trans” del ...a quella posta sul lato “trans” del complesso (distante dal nucleo)complesso (distante dal nucleo)
Riconoscimento della membrana bersaglio
3 diversi “destini” delle vescicole prodotte dal Golgi
Esocitosi
Golgi: maturazione e trasportoGolgi: maturazione e trasporto
Interazione fra Interazione fra ribosomi e RERribosomi e RER
lisosomi
lisosomilisosomi
autofagiaautofagia
Reticolo endoplasmatico rugosoReticolo endoplasmatico rugoso
mitocondrimitocondri
mitocondrimitocondri
morfologia del mitocondriomorfologia del mitocondrio
Mit
oco
ndri
Mit
oco
ndri
oo
la “centrale” di controllola “centrale” di controllo
il nucleoil nucleo
Il nucleoIl nucleoe lae la
divisione divisione cellularecellulare
nucleo di neuronenucleo di neurone
nucleo di leucocitanucleo di leucocita
il nucleoil nucleo
rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una cellula sezione di una cellula in cui sono evidenziate in cui sono evidenziate alcune componenti alcune componenti cellulari fondamentali.cellulari fondamentali.
rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una cellula sezione di una cellula in cui sono evidenziate in cui sono evidenziate alcune componenti alcune componenti cellulari fondamentali.cellulari fondamentali.
il nucleoil nucleo,, qui qui rappresentato dall’area rappresentato dall’area blu, occupa la parte blu, occupa la parte centrale della cellulacentrale della cellula
il nucleoil nucleo,, qui qui rappresentato dall’area rappresentato dall’area blu, occupa la parte blu, occupa la parte centrale della cellulacentrale della cellula
Il nucleoIl nucleo
l’involucro presenta l’involucro presenta discontinuità dette discontinuità dette
pori nuclearipori nucleari
l’involucro presenta l’involucro presenta discontinuità dette discontinuità dette
pori nuclearipori nucleari
il nucleo appare circondato il nucleo appare circondato da un sistema di membrane da un sistema di membrane
detto involucro nuclearedetto involucro nucleare
il nucleo appare circondato il nucleo appare circondato da un sistema di membrane da un sistema di membrane
detto involucro nuclearedetto involucro nucleare
il nucleo contiene il nucleo contiene cromatina, qui cromatina, qui
rappresentata in rappresentata in azzurroazzurro
il nucleo contiene il nucleo contiene cromatina, qui cromatina, qui
rappresentata in rappresentata in azzurroazzurro
involucro involucro nuclearenucleare
membrana membrana “unitaria”, simile “unitaria”, simile al plasmalemmaal plasmalemma
membrana membrana “unitaria”, simile “unitaria”, simile al plasmalemmaal plasmalemma
costituito da costituito da una speciale una speciale cisterna delcisterna del
reticolo endo-reticolo endo-plasmatico plasmatico
rugosorugoso
costituito da costituito da una speciale una speciale cisterna delcisterna del
reticolo endo-reticolo endo-plasmatico plasmatico
rugosorugoso
poro nucleareporo nucleareporo nucleareporo nucleare
……e da un e da un foglietto esternofoglietto esterno……e da un e da un foglietto esternofoglietto esterno
formato da un formato da un foglietto interno…foglietto interno…
formato da un formato da un foglietto interno…foglietto interno…
involucro involucro e pori e pori nucleari nucleari (TEM)(TEM)
citoplasmacitoplasmacitoplasmacitoplasma
nucleonucleonucleonucleo
poroporo
involucro e poriinvolucro e pori
il complesso del poro regola il transito di molecole fra nucleo e citoplasma…
il complesso del poro regola il transito di molecole fra nucleo e citoplasma…
…consentendo il passaggio di alcune
(per es. RNA verso il citoplasma, enzimi nucleari e istoni verso il nucleo)
e impedendo il passaggio di altre (per es. DNA)
…consentendo il passaggio di alcune
(per es. RNA verso il citoplasma, enzimi nucleari e istoni verso il nucleo)
e impedendo il passaggio di altre (per es. DNA)
cromatina:cromatina:
il materiale intensamente
colorabile (ed elettrondenso)
presente nel nucleo.
si osserva con diversi gradi di
densità
cromatinacromatina ETEROCROMATINAETEROCROMATINA- DNA “compattato”DNA “compattato”- funzionalmente funzionalmente
INATTIVOINATTIVO
ETEROCROMATINAETEROCROMATINA- DNA “compattato”DNA “compattato”- funzionalmente funzionalmente
INATTIVOINATTIVO
EUCROMATINAEUCROMATINA- DNA “disperso”DNA “disperso”- funzionalmente funzionalmente
ATTIVOATTIVO
EUCROMATINAEUCROMATINA- DNA “disperso”DNA “disperso”- funzionalmente funzionalmente
ATTIVOATTIVO
il nucleolo…il nucleolo…il nucleolo…il nucleolo…
citosolcitosolcitosolcitosol
involucroinvolucroinvolucroinvolucro
nucleolonucleolo
il nucleolo è il il nucleolo è il centro di sintesi centro di sintesi e aggregazione e aggregazione delle subunità delle subunità ribosomaliribosomali
il nucleolo è il il nucleolo è il centro di sintesi centro di sintesi e aggregazione e aggregazione delle subunità delle subunità ribosomaliribosomali
Nucleo cellulareNucleo cellulare
• Componente essenziale della cellula• (struttura assente nei procarioti)• Contiene il materiale genetico (DNA)• Sede di meccanismi indispensabili
alla riproduzione cellulare e alla sintesi proteica
FormaForma
• Correlata con quella della cellula– sferica– ellittica– fusata…
• Talvolta completamente irregolare– leucociti polimorfonucleati– spermatozoi– ecc.
DimensioniDimensioni
•Variabili,ma spesso proporzionali a quelle della cellula
PosizionePosizione
• Variabile ma Variabile ma caratteristica di ogni caratteristica di ogni tipo cellulare.tipo cellulare.
• per esempio:per esempio:– Cellule embrionali:Cellule embrionali:
nucleo centralenucleo centrale– Cellule secernenti:Cellule secernenti:
nucleo eccentriconucleo eccentrico
PosizionePosizione
La gocciola lipidica spinge La gocciola lipidica spinge il nucleo il nucleo dell’adipocita dell’adipocita verso la periferiaverso la periferia
In questo neurone, il nucleo si In questo neurone, il nucleo si trova in posizione centrale trova in posizione centrale rispetto al corpo cellularerispetto al corpo cellulare
Il citoscheletro forma Il citoscheletro forma un’impalcatura che mantiene un’impalcatura che mantiene stabile lstabile la posizione del nucleoa posizione del nucleo
NumeroNumero
• Le cellule sono, nella maggior Le cellule sono, nella maggior parte dei casi, parte dei casi, mononucleatemononucleate
• Talvolta Talvolta binucleatebinucleate (epatiche, cartilaginee)(epatiche, cartilaginee)
• Talvolta plurinucleateTalvolta plurinucleate(fibre muscolari(fibre muscolarischeletriche, osteoclasti)scheletriche, osteoclasti)
il nucleo svolge un ruolo crucialeil nucleo svolge un ruolo crucialenel nel controllocontrollo della vita della cellula e della vita della cellula e
nel processo di nel processo di divisionedivisione cellulare cellulare
entrambe le funzioni dipendono entrambe le funzioni dipendono strettamente dall’acido desossiribonucleico strettamente dall’acido desossiribonucleico
(DNA) contenuto nel nucleo(DNA) contenuto nel nucleo
entrambe le funzioni dipendono entrambe le funzioni dipendono strettamente dall’acido desossiribonucleico strettamente dall’acido desossiribonucleico
(DNA) contenuto nel nucleo(DNA) contenuto nel nucleo