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Questions and Answers
Qual è la funzione principale della lamina nucleare?
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Cosa caratterizza la matrice nucleare?
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Durante la mitosi, cosa avviene all'involucro nucleare?
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Qual è la principale funzione del nucleolo?
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Cosa comportano le laminopatie umane?
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Qual è la funzione principale del nucleo nella cellula eucariotica?
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Cosa distingue i cromosomi dalla cromatina nel nucleo?
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Quali sono le caratteristiche principali dell'involucro nucleare?
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Qual è la composizione del complesso del poro nucleare?
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Qual è il diametro centrale del nucleoporo nel complesso del poro nucleare?
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Study Notes
Il Nucleo
- Il nucleo è l'organello più grande della cellula, con un diametro di circa 5 µm.
- È separato dal citoplasma dall'involucro nucleare, formato da due membrane fosfolipidiche e proteine.
- L'involucro nucleare presenta pori e la membrana esterna è in continuità con il reticolo endoplasmatico.
- Il nucleo è il centro di controllo genetico della cellula eucariotica, poiché contiene il DNA che controlla tutte le attività cellulari.
- Il DNA è associato alle proteine, formando la cromatina.
- Il DNA del nucleo è presente sotto forma di lunghe molecole lineari.
- Queste molecole si chiamano cromosomi e sono evidenti solo in periodi particolari come la mitosi.
- Il numero di cromosomi è tipico di ogni specie (l'uomo ne ha 46).
L'Involucro Nucleare
- L'involucro nucleare delimita il nucleoplasma.
- I due strati fosfolipidici sono uniti a livello dei pori nucleari ed in continuità con il reticolo endoplasmatico.
- Lo spazio tra le due membrane è chiamato spazio perinucleare.
Complesso del Poro Nucleare
- Il complesso del poro nucleare (NPC) è il punto di fusione tra le due membrane dell'involucro nucleare.
- È formato da due anelli proteici con simmetria ottagonale, raggi e fibre che si estendono verso il citoplasma e il nucleoplasma.
- Presenta un trasportatore o tappo centrale, e rappresenta l'unica via di comunicazione tra il nucleo e il citoplasma.
- È una struttura sopramolecolare dinamica con diametro centrale variabile (5-10 nm).
- Il poro è composto da diversi tipi di nucleoporine.
Lamina Nucleare
- Le proteine lamìne formano la lamina nucleare, una struttura proteica di sostegno che si trova appena sotto l'involucro nucleare, sul lato interno.
- La lamina nucleare determina la forma e la dimensione dell’involucro nucleare e a essa si legano proteine integrali di membrana.
- Esistono laminopatie umane, dovute a difetti genetici che interessano le proteine lamìne. Queste patologie sono caratterizzate da nuclei deformi.
Matrice Nucleare
- La matrice nucleare è una fitta rete di proteine fibrose e granulari che costituisce il «nucleoscheletro» del nucleoplasma.
- La matrice nucleare ha un ruolo di sostegno per i cromosomi e gli enzimi ed è coinvolta nella replicazione e trascrizione dei geni.
Dinamicità dell'Involucro Nucleare
- Durante la divisione nucleare (mitosi), l'involucro nucleare si dissolve per poi riformarsi.
- La demolizione e la ricostruzione dell'involucro nucleari avvengono attraverso la fosforilazione e la defosforilazione delle proteine.
Il Nucleolo
- Il nucleolo è una zona densa del nucleo e rappresenta il sito di trascrizione e maturazione degli rRNA e dell'assemblaggio delle subunità ribosomali.
- Presenta una porzione fibrillare (rDNA e rRNA) e una porzione granulare (proteine ribosomali + RNA).
- La dimensione e il numero dei nucleoli possono variare a seconda dello stato cellulare.
- È associato a regioni di DNA con i geni per l'rRNA, chiamate "nucleolar organization region" (NOR).
Organizzazione del Nucleo
- La distribuzione della cromatina e delle proteine/enzimi all'interno del nucleo non è omogenea.
- L'organizzazione del nucleo si evidenzia con tecniche come la FISH (Fluorescence In Situ Hybridization).
- Le fibre di cromatina sono organizzate in domini strutturali e funzionali.
- Proteine e particelle RNP coinvolte nella trascrizione genica e nella maturazione/splicing dell'RNA sono concentrate in agglomerati chiamati "speckle".
Reticolo Endoplasmatico
- Il reticolo endoplasmatico è una rete di canali, sacchi e vescicole membranose che costituisce la struttura membranosa più estesa del citoplasma.
- Delimita un lume interno.
- Viene suddiviso in reticolo endoplasmatico liscio (SER) e reticolo endoplasmatico rugoso (RER), che differiscono per struttura, funzione e composizione biochimica.
Reticolo Endoplasmatico Rugoso (RER)
- Il RER è associato ai ribosomi.
- Nel RER avviene la sintesi di proteine destinate alla secrezione, al Golgi, ai lisosomi, alla membrana plasmatica e altri organelli.
- Nel RER avviene il ripiegamento (assistito) delle proteine, il controllo qualità delle proteine, l'associazione tra polipeptidi e le modificazioni post-traduzionali (N-glicosilazione, idrossilazione, formazione di ponti S-S, aggiunta di glicolipidi).
N-glicosilazione
- Nel RER avviene la N-glicosilazione delle proteine.
- La glicosilazione avviene a livello di specifici amminoacidi.
- La O-glicosilazione, invece, avviene in altri settori cellulari.
Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL)
- Il REL ha un aspetto tubulare.
- Il REL svolge molteplici funzioni grazie alla varietà di enzimi integrati nella sua membrana.
- Le funzioni del REL includono la sintesi dei lipidi (acidi grassi, fosfolipidi, steroidi), la detossificazione, l'accumulo e il rilascio degli ioni calcio nelle cellule muscolari, e il metabolismo dei carboidrati.
Sintesi dei Lipidi nel REL
- I lipidi complessi vengono sintetizzati sul lato citosolico delle membrane del REL.
- Le scramblasi ri-distribuiscono i lipidi tra i due foglietti del REL.
- Le flippasi contribuiscono all'asimmetria nella distribuzione dei lipidi.
Trasporto dei Lipidi
- I lipidi sintetizzati nel REL sono trasportati verso i vari comparti membranosi tramite vescicole e proteine trasportatrici.
Glucosio-6-fosfatasi
- L'enzima glucosio-6-fosfatasi è presente nel REL degli epatociti, reni e cellule intestinali.
- L'enzima defosforila il Glucosio-6-fosfato (Glu6P) in glucosio (Glu) permettendogli di uscire dalle cellule epatiche e raggiungere il sangue.
- L'azione della glucosio-6-fosfatasi è sotto controllo ormonale e contribuisce a mantenere costante il livello ematico del glucosio.
- La glucosio-6-fosfatasi è assente in cellule muscolari e cervello, che utilizzano il glucosio per ottenere energia.
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Scopri di più sul nucleo della cellula eucariotica, il suo ruolo come centro di controllo genetico e la struttura dell'involucro nucleare. Imparerai come il DNA è organizzato in cromosomi e l'importanza della membrana nucleare. Questo quiz esplorerà i dettagli chiave relativi a questi organelli cellulari.
