Microscopi e Ribosomi in Biologia Cellulare

Un cambiamento nella struttura tridimensionale di una proteina, che la rende non funzionale.

La conformazione di una proteina è influenzata da fattori quali temperatura, pH e concentrazione salina.

La forma specifica di una proteina che determina la sua funzione.

Il processo di ripiegamento di una catena polipeptidica in una struttura tridimensionale specifica.

L'anemia falciforme è causata da un cambiamento nella sequenza aminoacidica dell'emoglobina, che altera la forma dei globuli rossi.

Le proteine che non assumono una struttura definita fino a quando non interagiscono con un bersaglio specifico.

La struttura tridimensionale di una proteina può essere determinata utilizzando tecniche come la cristallografia a raggi X e la spettroscopia NMR.

Un ripiegamento scorretto delle proteine può portare a patologie come la fibrosi cistica, l'Alzheimer e il Parkinson.

Sono complessi costituiti da rRNA e proteine, non sono considerati organelli perché non hanno una membrana e sono responsabili della sintesi proteica.

Le cellule con un'elevata attività di sintesi proteica possiedono un gran numero di ribosomi e nucleoli particolarmente evidenti, perché sono responsabili dell'assemblaggio dei ribosomi.

Ribosomi liberi sono sospesi nel citosol, mentre i ribosomi legati sono associati alla parete esterna del reticolo endoplasmatico o dell'involucro nucleare.

I ribosomi liberi producono proteine che vengono utilizzate all'interno della cellula, ad esempio per la sintesi di enzimi.

I ribosomi legati sintetizzano proteine che vengono rilasciate all'esterno della cellula o entrano a far parte delle membrane cellulari.

Il reticolo endoplasmatico (ER) è una rete di strutture membranose che si estende per metà delle membrane totali delle cellule eucariotiche.

Il reticolo endoplasmatico si distingue in due tipi: RE liscio (REL) e RE rugoso (RER).

Il REL è coinvolto in diverse attività metaboliche, come la sintesi di lipidi, la detossicazione e la produzione di ormoni steroidei.

La microscopia è una tecnica di riproduzione di oggetti troppo piccoli per essere visti ad occhio nudo, per usare i raggi luminosi o elettronici e il sistema di lenti.

Il microscopio ottico (LM) usa la luce visibile che passa attraverso il campione e un obiettivo per ingrandirlo. L'ingrandimento massimo è circa 1000 volte la dimensione reale del campione. La risoluzione del LM è limitata a 0,2 micron (200 nm), quindi non può visualizzare dettagli più piccoli, come gli organelli.

La capacità di distinguere tra due punti vicini. La risoluzione del microscopio ottico è limitata a 0,2 micron (200 nm), il che significa che non può distinguerere due punti più vicini di questa distanza.

La differenza di luminosità o di colore tra diversi punti di un campione. Un buon contrasto consente di vedere i dettagli del campione con più chiarezza. Il contrasto può essere migliorato colorando le cellule o usando tecniche di marcatura.

Il microscopio elettronico (EM) utilizza fasci di elettroni invece della luce visibile, consentendo una risoluzione molto più elevata. La risoluzione teorica può raggiungere 0,002 nm, ma in pratica è di circa 2 nm, con un ingrandimento 100 volte maggiore rispetto al microscopio ottico.

Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) fa passare gli elettroni attraverso sezioni sottili del campione. Questa tecnica permette di osservare dettagli interni delle cellule, come organelli e strutture sub-cellulari, con una risoluzione molto elevata.

Il microscopio elettronico a scansione (SEM) fa rimbalzare gli elettroni sulla superficie del campione. Questa tecnica produce immagini tridimensionali dettagliate, utili per lo studio delle superfici cellulari e delle strutture esterne.

Il LM utilizza la luce visibile, mentre l'EM utilizza fasci di elettroni. La risoluzione del LM è limitata a 200 nm, mentre l'EM può raggiungere fino a 2 nm. Le immagini del LM sono a colori, spesso migliorate con colorazioni, mentre le immagini del EM sono in scala di grigi, con un dettaglio molto maggiore.

I plasmodesmi sono canali che collegano le pareti cellulari di cellule vegetali adiacenti, consentendo il passaggio di acqua, piccoli soluti e, in alcuni casi, anche proteine e RNA.

Le giunzioni comunicanti sono strutture simili ai plasmodesmi, ma si trovano nelle cellule animali. Consentono il passaggio di piccole molecole tra cellule adiacenti.

Le giunzioni occludenti sono strutture che sigillano lo spazio tra le cellule, impedendo il passaggio di sostanze.

I desmosomi sono strutture che tengono insieme le cellule formando una rete resistente.

La respirazione cellulare è un processo che genera energia (ATP) a partire da molecole di nutrienti.

La fotosintesi è un processo che, utilizzando l'energia solare, converte l'anidride carbonica e l'acqua in glucosio e ossigeno.

La trascrizione è il processo di copia delle informazioni genetiche dal DNA all'RNA messaggero (mRNA).

La traduzione è il processo di conversione delle informazioni genetiche contenute nell'mRNA in una proteina.

I lipidi sono i costituenti principali delle membrane cellulari. Sono molecole anfipatiche, ovvero con una regione idrofila (che ama l'acqua) e una idrofoba (che non ama l'acqua).

I fosfolipidi sono un tipo specifico di lipide che compone le membrane cellulari. Sono molecole anfipatiche con una testa idrofila e due code idrofobe.

La struttura della membrana cellulare è detta a mosaico fluido perché è composta da un doppio strato di fosfolipidi in cui sono immerse proteine. Le proteine di membrana sono spesso anfipatiche, con regioni idrofile esposte all'ambiente acquoso (citosol e fluido extracellulare) e regioni idrofobe immerse nel doppio strato di fosfolipidi.

La membrana è tenuta insieme da interazioni idrofobiche tra i lipidi, che sono molto più deboli dei legami covalenti. Questa debolezza consente alla membrana di essere flessibile e di cambiare forma, una caratteristica importante per la sua funzione.

I fosfolipidi e le proteine nelle membrane cellulari possono muoversi lateralmente all'interno del doppio strato. Questo movimento è molto rapido per i lipidi e più lento per le proteine, che possono essere ancorate al citoscheletro o alla matrice extracellulare.

Il movimento

La temperatura influenza la fluidità della membrana: con temperature più basse, i fosfolipidi si irrigidiscono e la membrana diventa più solida. La presenza di fosfolipidi con code idrocarburiche insature (che presentano doppi legami) aumenta la fluidità della membrana anche a basse temperature.

Le proteine di membrana svolgono una varietà di funzioni: alcune agiscono come canali per il trasporto di molecole attraverso la membrana, altre come recettori per i segnali esterni, altre ancora come enzimi che catalizzano reazioni chimiche.

I doppi legami nei fosfolipidi impediscono il completo compattamento, creando ripiegamenti nella membrana.

Il colesterolo si inserisce tra i fosfolipidi, regolando la fluidità della membrana. A basse temperature, aiuta a mantenere la fluidità impedendo il compattamento, mentre a temperature più alte, la rende meno fluida.

La fluidità della membrana influenza la sua permeabilità e la capacità delle proteine di muoversi liberamente.

Gli organismi adattano la composizione delle loro membrane lipidiche per mantenere la fluidità in diverse condizioni ambientali.

Le proteine integrali si trovano completamente immerse nella membrana, nella regione idrofoba, mentre le proteine periferiche sono associate solo alla superficie.

Le proteine transmembrana attraversano tutta la membrana e svolgono varie funzioni, come il trasporto di sostanze e l'attività enzimatica.

Le proteine di trasporto possono formare canali idrofili per il passaggio selettivo di sostanze o trasferirle attivamente da un lato all'altro della membrana.

La membrana cellulare è un mosaico complesso in cui i fosfolipidi costituiscono lo scheletro strutturale e le proteine svolgono funzioni specifiche.

Molecola secreta da cellule endocrine che circola nel sangue e stimola cellule bersaglio con recettori specifici.

Rete di cellule endocrine che producono e rilasciano ormoni nel sangue, coordinando funzioni corporee come crescita, sviluppo, riproduzione, metabolismo e omeostasi.

Le cellule bersaglio sono cellule specifiche in grado di recepire un ormone specifico e rispondere al suo messaggio.

L'ormone maschile che rende il maschio di elefante marino molto diverso dalla femmina, influenzando tratti anatomici, comportamentali, fisiologici e riproduttivi.

Il testosterone è un ormone steroideo, una classe di ormoni liposolubili che possono attraversare le membrane cellulari.

Il sistema endocrino opera attraverso la segnalazione chimica, in cui gli ormoni sono i messaggeri e raggiungono le cellule bersaglio attraverso il flusso sanguigno.

Il sistema endocrino coordina con il sistema nervoso per regolare le risposte agli stimoli. Il sistema endocrino è più lento ma ha effetti più durevoli. Il sistema nervoso è più rapido ma i suoi effetti sono brevi.

La comunicazione endocrina coinvolge cellule endocrine che rilasciano ormoni nel sangue, in cui circolano fino a raggiungere le cellule bersaglio.

La comunicazione paracrina coinvolge cellule vicine che si scambiano messaggi, mentre la comunicazione autocrina involve una cellula che si invia messaggi a sé stessa.

Sono segnali chimici locali che determinano risposte cellulari, come la crescita, la divisione cellulare e lo sviluppo.

Sono molecole che regolano diversi processi fisiologici, come la coagulazione, l'infiammazione e il dolore.

I neurotrasmettitori rilasciati da neuroni in prossimità delle sinapsi con le cellule bersaglio, trasmettono messaggi a breve distanza.

Sono sostanze chimiche che agiscono come messaggeri tra neuroni, fondamentali per la comunicazione nervosa e lo scambio di impulsi nervosi.

Le cellule neuroendocrine rilasciano neurormoni nel sangue, trasmettendo messaggi a lunga distanza.

I feromoni rilasciati all'esterno da cellule esocrine trasmettono messaggi tra individui della stessa specie.

Gli ormoni possono essere classificati in base alla loro struttura chimica, con tre classi principali: polipeptidi, steroidi e ammine.

Gli ormoni idrosolubili, come l'insulina, vengono rilasciati per esocitosi nel sangue.

Gli ormoni lipofili, come gli estrogeni, vengono rilasciati per diffusione attraverso le membrane e circolano nel sangue legati a proteine di trasporto.

L'adrenalina è un ormone idrosolubile che si lega a recettori sulla superficie cellulare, attivando la proteina G e una cascata di eventi che rilasciano glucosio per fornire energia durante situazioni di stress.

Gli ormoni liposolubili si legano a recettori intracellulari nel citoplasma o nel nucleo, influenzando la trascrizione del DNA e la sintesi proteica.

L'estradiolo è un ormone steroideo che si lega a recettori intracellulari, attivando la trascrizione genica e la sintesi di proteine coinvolte nello sviluppo riproduttivo delle femmine dei vertebrati.

Le cellule endocrine possono essere isolate, ritrovarsi in tessuti o organi o anche in ghiandole esocrine.

Il pancreas è un esempio organo misto con tessuti endocrini (isole di Langerhans) che producono ormoni, e tessuti esocrini che rilasciano enzimi digestivi.

La regolazione della secrezione ormonale spesso segue un meccanismo di feedback negativo, in cui l'ormone prodotto inibisce la sua stessa produzione quando raggiunge un livello ottimale.

L'ipotalamo è una regione del cervello che controlla la secrezione di ormoni dell'ipofisi, la ghiandola maestra del sistema endocrino.

L'ipofisi è una ghiandola endocrina che rilascia ormoni in risposta ai segnali dell'ipotalamo.

L'ormone antidiuretico (ADH) regola la funzione renale, mentre l'ossitocina svolge ruoli nel comportamento riproduttivo e sociale.

L'adenoipofisi rilascia ormoni tropici che controllano la secrezione di altre ghiandole endocrine, come le gonadi e la tiroide.

La cascata ormonale ipotalamo-tiroide è una complessa serie di eventi che coinvolge l'ipotalamo, l'ipofisi e la tiroide, regolando l'omeostasi e il metabolismo.

L'ormone della crescita (GH) prodotto dall'adenoipofisi stimola l'accrescimento attraverso l'azione dei fattori di crescita insulino-simili (IGF).

L'omeostasi del calcio è fondamentale per diverse funzioni del corpo. Il paratormone (PTH) regola la concentrazione di calcio nel sangue.

Le ghiandole surrenali sono coinvolte nella risposta allo stress. La corticale del surrene secerne corticosteroidi, mentre la midollare del surrene rilascia adrenalina e noradrenalina.

Le gonadotropine sono ormoni prodotti dall'adenoipofisi che controllano l'attività delle gonadi (ovaie e testicoli).

Gli ormoni sessuali, come il testosterone nei maschi e l'estradiolo nelle femmine, regolano lo sviluppo riproduttivo e i caratteri sessuali secondari. Il progesterone è coinvolto nella preparazione dell'utero per l'impianto dell'embrione.