organelli citoplasmatici

gli organelli cellulari
o meglio, quasi tutte:
alcune cellule perdono
nel corso della loro
vita una parte o
addirittura tutti gli
organelli
tutte le cellule
presentano al loro
interno una serie di
organelli, strutture
specializzate nello
svolgimento di
particolari funzioni
una cellula “chimerica”
ciglia
microvilli
vescicole di
secrezione
centrioli
centrosoma
citosol
lisosoma
citoscheletro
complesso di Golgi
mitocondrio
reticolo endoplasmatico rugoso
involucro
nucleare
pori nucleari
ribosomi
reticolo endoplasmatico liscio
nucleolo
cromatina
somiglianze e differenze
fra tipi cellulari nel
corredo di organelli
lo stesso corredo di
organelli si osserva
in cellule anche
molto diverse fra
loro, sia morfologicamente che funzionalmente
?
diversi tipi cellulari
sono però caratterizzati da diversa
morfologia, dislocazione e relativa
abbondanza dei
diversi organelli
?
?
?
compartimenti
rappresentazione
schematica della
sezione di una
cellula; sono
evidenziate alcune
componenti
cellulari
fondamentali.
il disegno mette in
evidenza la presenza
di membrane (simili
al plasmalemma)
anche all’interno
della 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…
sistema membranoso (o vacuolare)
citoplasmatico
nucleo
citosol
nucleo
citosol
organelli
membranosi
rappresentazione schematica a “falsi
colori” di un’immagine al microscopio
elettronico a trasmissione di una porzione
di cellula a cavallo fra nucleo e citoplasma
reticolo
endoplasmatico
liscio
reticolo endoplasmatico liscio,
reticolo ?endoplasmatico
liscio
formato da sistemi “chiusi”
di
tubuli
intercomunicanti
cellula di
corticosurrene
in
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
endoplasmatico
rugoso
reticolo endoplasmatico rugoso
in citoplasma di neurone
(sostanza di Nissl)
R
reticolo
endoplasmatico
rugoso
1 µm
la “rugosità” di questo
reticolo è determinata
dalla presenza di ribosomi
regolarmente allineati
lungo la sua superficie
rer
fase interna
fase esterna
Cisterne di reticolo endoplasmatico rugoso particolarmente “rigonfie”
cisterna di RER
(parte del sistema
vacuolare del
citoplasma)
citosol
rer e ribosomi liberi
i ribosomi si trovano
anche “liberi” nel citosol
(non solo aderenti alle
membrane del reticolo)
Nota bene:
la morfologia
del REL
la morfologia
del RER
la possibile
comunicazione
fra essi
Funzioni 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 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
Cellule interstiziali
di Leydig (testicolo)
Cellula di
corticale
surrenale
Reticolo endoplasmatico liscio
Funzioni del reticolo liscio
• fegato:
– Detossificazione di composti organici Non sempre
• Barbiturici
• Etanolo
•…
vantaggiosa…
– Metabolismo del glicogeno
Interviene sicuramente nella scissione del glicogeno; forse
partecipazione attiva anche nei processi di deposizione
Funzioni del reticolo liscio
• Reticolo
sarcoplasmatico
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 liberi
ribosomi liberi
ribosomi aderenti al reticolo
Ribosoma
mRNA
20 nm
Ribosoma
mRNA
proteina
20 nm
Ribosoma all’inizio della traduzione
Ribosoma aderente al
reticolo endoplasmatico
accrescimento
del polipeptide
nella cisterna
del reticolo
Ribosomi liberi e ribosomi legati
peptide segnale sulla
catena polipeptidica
nascente
recettore del ribosoma
proteina traslocatrice
recettore della SRP
Interazione fra il ribosoma
e la membrana del reticolo
cellula con abbondante reticolo endoplasmatico rugoso
qual è il destino del
materiale sintetizzato
a livello del reticolo
endoplasmatico rugoso?
animate
Interazione fra
ribosomi e RER
il destino del materiale
sintetizzato nel reticolo
endoplasmatico rugoso
cisterna di reticolo
endoplasmatico
gemmazione
vescicol
a
fusione
cisterna di Golgi
gemmazione
vescicol
a
Vesciole
rivestite da
cotomeri
(non da clatrina!)
genesi e flusso
costitutivo di
vescicole
complesso
di Golgi
complesso 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
complesso di Golgi
Golgi
la polarizzazione
del Golgi
lato “trans”
...a quella posta sul lato “trans” del
il contenuto del
complesso
(distantedidal
nucleo)
complesso
Golgi
matura man mano che
viene trasferito dalla
cisterna che si trova
sul lato “cis”…
lato “cis”
Riconoscimento
della
membrana
bersaglio
3 diversi “destini” delle vescicole prodotte dal Golgi
Esocitosi
Golgi: maturazione e trasporto
Interazione fra
ribosomi e RER
lisosomi
lisosomi
autofagia
Reticolo endoplasmatico rugoso
mitocondri
mitocondri
morfologia del mitocondrio
Mitocondrio
la “centrale” di controllo
il nucleo
Il nucleo
e la
divisione
cellulare
nucleo di neurone
nucleo di leucocita
rappresentazione
schematica della
sezione di una cellula
in cui sono evidenziate
alcune componenti
cellulari fondamentali.
il nucleo, qui
rappresentato dall’area
blu, occupa la parte
centrale della cellula
il nucleo
Il nucleo
il nucleo appare circondato
da un sistema di membrane
detto involucro nucleare
l’involucro presenta
discontinuità dette
pori nucleari
il nucleo contiene
cromatina, qui
rappresentata in
azzurro
involucro
nucleare
poro nucleare
membrana
“unitaria”, simile
al plasmalemma
formato da un
foglietto interno…
costituito da
una speciale
cisterna del
reticolo endoplasmatico
rugoso
…e da un
foglietto esterno
involucro
e pori
nucleari
(TEM)
nucleo
poro
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)
involucro e pori
cromatina:
il materiale
intensamente
colorabile (ed
elettrondenso)
presente nel
nucleo.
si osserva con
diversi gradi di
densità
cromatina
ETEROCROMATINA
- DNA “compattato”
- funzionalmente
INATTIVO
citosol
il nucleolo…
involucro
EUCROMATINA
- DNA “disperso”
- funzionalmente
ATTIVO
il nucleolo è il
centro di sintesi
e aggregazione
delle subunità
ribosomali
nucleolo
Nucleo 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
Forma
• Correlata con quella della cellula
– sferica
– ellittica
– fusata…
• Talvolta completamente irregolare
– leucociti polimorfonucleati
– spermatozoi
– ecc.
Dimensioni
•Variabili,
ma spesso proporzionali
a quelle della cellula
Posizione
• Variabile ma
caratteristica di ogni
tipo cellulare.
• per esempio:
– Cellule embrionali:
nucleo centrale
– Cellule secernenti:
nucleo eccentrico
Posizione
In questo neurone, il nucleo
si trova in posizione centrale
rispetto al corpo cellulare
Il citoscheletro forma
un’impalcatura che mantiene
stabile la posizione del nucleo
La gocciola lipidica spinge
il nucleo dell’adipocita
verso la periferia
Numero
• Le cellule sono, nella maggior
parte dei casi, mononucleate
• Talvolta binucleate
(epatiche, cartilaginee)
• Talvolta plurinucleate
(fibre muscolari
scheletriche, osteoclasti)
il nucleo svolge un ruolo cruciale
nel controllo della vita della cellula e
nel processo di divisione cellulare
entrambe le funzioni dipendono
strettamente dall’acido desossiribonucleico
(DNA) contenuto nel nucleo