Anatomia Cellulare PDF

ANATOMIA anatomia: deriva dal greco dissezione, taglio CITOLOGIA La cellula è l’unità morfofunzionale, svolge tutte le attività biochimiche per il mantenimento della vita. Sono formati da: carboidrati, lipidi, acidi nucleici, proteine e acqua. Si divide in pro...

ANATOMIA anatomia: deriva dal greco dissezione, taglio CITOLOGIA La cellula è l’unità morfofunzionale, svolge tutte le attività biochimiche per il mantenimento della vita. Sono formati da: carboidrati, lipidi, acidi nucleici, proteine e acqua. Si divide in procariote ed eucariote. - PROCARIOTE: non ha un nucleo con membrana nucleare, il materiale genetico è sparso nel citoplasma/raggruppato nel citoplasma ad anello. Ci sono pochi organuli: ribosomi, che si occupano della sintesi proteica a partire da una matrice dell’acido desossiribonucleico (DNA). - EUCARIOTE: alla base della costituzione degli organismi multicellulari. Presenta: il materiale genetico contenuto nel nucleo. Il nucleo contenuto nella membrana nucleare che lo separa dal citoplasma. All’interno ci sono i sistemi di membrana endocellulari che permettono lo sviluppo di organuli endocellulari. I ribosomi possono essere associati al reticolo endoplasmatico o liberi. La sintesi proteica, ovvero il processamento del DNA, avviene grazie al RNA. Teoria cellulare: Dopo varie osservazioni: 1. Anton van Leeuwenhoek, nel ‘600 inventó il primo strumento in grado di osservare cellule e microrganismi. Un rudimentale microscopio ottico formato da una sola lente con cui osservò diversi tipi di cellule: quelle di molti organismi sconosciuti fino allora e quelle che formano i componenti del sangue e gli spermatozoi. 2. Robert Hooke, uno scienziato inglese. Con un microscopio ottico più perfezionato, osservando fettine sottilissime di sughero, vide tante piccole cavità separate da pareti rigide. Le chiamò "cellule" perché gli ricordavano le piccole cellule dei monaci nei monasteri. Nel XIX secolo i tedeschi, Matthias Jacob Schleiden e Theodor Schwann giungono ad affermare che: “tutti i viventi sono costituiti da cellule o da prodotti dell'attività delle cellule stesse”. Nel 1855, Rudolph Virchow, conferma che ogni cellula deriva da una cellula preesistente. 3. Nel XIX secolo quindi i biologi raccolsero tutti i risultati di queste osservazioni e formularono una delle più importanti teorie su cui si fonda la biologia moderna: LA TEORIA CELLULARE La cellula è l'unità fondamentale di tutti i viventi, capace di vita autonoma Tutti gli organismi sono formati da cellule Ogni cellula deriva da una cellula preesistente Nelle cellule sono contenute le informazioni ereditarie Ci sono delle eccezioni: - Tessuti con contenuti extracellulari, composti da prodotti che derivano dalla cellula - Sincizi e plasmoidi. I sincizi si trovano nel tessuto muscolare striato. I plasmoidi negli epatociti. Evoluzione cellulare: Parte da 2 basi di ipotesi: 1. Teoria dell’invaginazione: l’invaginazione del plasmalemma procariotico (membrana plasmatica), ha probabilmente originato delle pieghe endocitoplasmatiche che a loro volta hanno formato i reticoli ed infine, questi ultimi, hanno formato a loro volta gli organuli. 2. Teoria dell’endosimbionte: vede 2 organismi che vivono in simbiosi, sia funzionale che morfologica. Questo fa sì che un organismo penetri all’interno dell’altro e all’interno si replichi. Questa, ad oggi, è la teoria più accreditata; in quanto, da essa, deriva la compartimentazione. Compartimenti cellulari: La cellula eucariote è compartimentalizzata da setti che derivano dalla membrana plasmatica e separano la cellula. I setti si uniscono anche a dagli organuli che avranno delle funzioni ma possono anche loro stessi generare organuli. La presenza di compartimenti endocellulari, definisce la cellula eucariote e la sua funzione. Le strutture all’interno della cellula sono: Citoplasma, è composto da organuli e fluido senza nucleo. Mentre il citosol è il liquido senza organuli, con consistenza gelatinosa a causa della grande quantità di proteine disciolte in esso ed è privo di struttura. Sono formati prevalentemente da acqua, garantisce gli scambi ed il pH è neutro, poco tendente al basico, 7,2. Nucleo Nucleolo Reticolo endoplasmatico liscio (REL) Reticolo endoplasmatico rugoso (RER) Apparato di Golgi, (Golgi, premio Nobel, trovó il metodo di colorazione per definire le cellule del sistema nervoso) Mitocondri Ribosomi Lisosomi Perossisomi  Etc.etc Tutto ciò che si trova all’interno della cellula, è una struttura endocellulare, fatta di membrane che derivano, essenzialmente, dalla membrana plasmatica. Essa si invagina e forma tanti setti, segmenti, diverticoli e lobuli che a loro volta formano organuli. Membrane ed organuli sono in comunicazione e connessione morfologica. Proprietà essenziali di una cellula: La forma della cellula, la tipologia ed il numero di organuli va a definire le funzioni della cellula. Le proprietà essenziali sono riguardo la struttura e funzione. La cellula è rivestita da: membrana plasmatica, separa la cellula dall’ambiente esterno e permette di comunicare con l’ambiente esterno (altre cellule). È una struttura dinamica che permette gli scambi, nominata anche mosaico fluido. Presenata il genoma, si trova all interno della cellula, più precisamente nel nucleo. Serve a codificare le strutture cellulari che permetteranno poi la duplicazione cellulare e codificheranno la formazione di strutture multi-cellulari. La cellula, trasferisce l'informazione, il codice genetico è immagazzinato e tramite la sintesi proteica, esso crea la “lettera” che deve andare da un altra parte. Questo spostamento è effettuato grazie alla membrana plasmatica. C’è quindi un interconnessione funzionale tra le singole strutture della cellula. Per effettuare il tutto, è necessaria utilizzazione dell’energia , l’energia viene raccolta per formare componenti più complessi e viene trasmessa. La citologia studia la morfologia (forma) della cellula, ogni morfologia è specifica per una data funzione, specificità di strutture, tra loro le cellule sono differenziate; Questa capacità di differenziazione va a formare un organismo multicellulare con organi e funzioni specifiche. Le cellule vivono, mangiano, bevono. Quindi rinnovano i costituenti ( capacità di ricambio), di queste attività se ne occupa il metabolismo (lancio) fatto da 2 fenomeni: Femomeni anabolici, costruzione della materia vivente (fino a 20 anni) Fenomeni catabolici, distruzione della materia vivente (dai 50 ai 70). Le cellule svolgono movimento dato da stimoli autonomi, autologhi o etrologhi. (esempio: spermatozoo in grado di muoversi tramite flagello), sono eccitabili tramite stimoli biochimici o elettrici; Il termine, tropismo, indica la capacità eccitatoria della cellula e può essere: tropismo positivo —> la cellula si muove verso lo stimolo tropismo negativo —> la cellula si allontana dallo stimolo La cellula è in grado di accrescere. Quando c’è una crescita eccessiva, del volume della cellula, per un accrescimento fisico di parla di: ipertrofia. Inoltre, può riprodursi. Quando c’è una riproduzione di troppe cellule contemporaneamente si parla di: iperplasia. Le cellule hanno una vita limitata e durante questo tempo i tessuti corporei si rinnovano di continuo. Le cellule : nascono, crescono, invecchiano (senescenza) fino a giungere alla morte. La morte cellulare avviene per: NECROSI, morte causata da insulti di natura chimica o fisica ed è caratterizzata da rigonfiamento e vacuolizzazione citoplasmatici, da picnosi nucleare e da una progressiva perdita dell’integrità della membrana plasmatica. Di solito è patologica, avviene dopo un ischemia (il sangue non arriva più ad un tessuto). APOPTOSI, è il risultato dell’esecuzione di un programma, (morte programmata) posto sotto stretto controllo generico, che avviene non solo in risposta a insulti di natura chimica o fisica che danneggiano in maniera irreparabile le cellule, ma anche in condizioni fisiologiche. Caratterizzata da diminuzione delle dimensioni del nucleo e dalla sua frammentazione. Un esempio solo i globuli rossi/eritrociti, vivono 120 giorni, nascono nel midollo osseo rosso e va a morire nella milza (90%) o nel fegato (10%). Questo processo è chiamato: emopoieresi. AUTOFAGIA, la cellula muore perché si auto consuma. (es.sistema immunitario). Interazioni cellulari Tutte queste funzioni e proprietà permettono alle cellule di interagire tra loro. Le interazioni avvengono sia nei tessuti che negli organi. Suddivisione tassonomica: cellule (citologia) —> tessuto (istologia) —> organo —> sistema/apparato. Le interazioni avvengono tramite: Connessioni strutturali, è il contatto diretto tra cellule, che prende il nome di giunzione serrata (tight junction). Fa sì che, le cellule, stiano insieme creando un esempio di barriera. Non c’è uno scambio di comunicazione ma solo un unione allo scopo di barriera come nel tessuto epiteliale. Eccitazione elettrica, le cellule vogliono passare le informazioni tra loro e lo fanno tramite variazione del potenziale di membrana (all’ interno della cellula c’è una carica elettrica diversa da quella esterno e la variazione fa sì che la cellula passa l’informazione alla cellula vicina) avviene nel tessuto nervoso ed è di natura eccitatoria. Messaggeri chimici, quando una cellula deve inviare informazioni ad un altra cellula lontana, lo fa producendo un mediatore chiamato: messaggero chimico. Quest’ultimo fa sì che passando per altre cellule, ovvero, per i suoi prolungamenti cellulari si arriva  all’altra cellula. Una volta arrivato alla cellula trasferisce l’informazione con un mediatore cellulare, normalmente, è un mediatore chimico. Interazione tramite messaggeri chimici è sia di natura eccitatoria che inibitoria. L’eccitazione elettrica e messaggeri chimici creano collegamenti con altre cellule per comunicare. Funzioni e scopi delle interazioni: Sono importanti durante lo sviluppo embrionale e la crescita. [Esistono, studi di genetica, fatti da proteine sintetizzate da geni specifici di cromosomi tirati fuori dalla drosophilia melanogaster (moscerino del vino), essa ha un codice genetico banalissimo, che ha portato a scoprire la base delle conoscenze degli sviluppi embriologici.] Servono a mantenere l’integrità strutturale, sostanzialmente la cellula non deve cambiare forma tranne in delle eccezioni che richiedono il cambiamento per svolgere determinate funzioni. Un esempio, è il globulo rosso, esso cambia di forma, ha un citoscheletro e una membrana plasmatica estremamente dinamica che piegandosi riesce a far passare eritrocita all’interno della rete ultra capillare. Avviene anche in risposta al danno del tessuto. Esempio: io mi taglio dopo poco mi si forma il tappo piastrinico (crosta). Quest’ultimo è un danno dell’epitelio interno dei vasi che si chiama: endotelio. Esso richiama cellule in modo tale da creare il tappo. Le cellule che troviamo sono numerose: polimorfonucleare (evita l’arrivo di cellule non adatte), polimorfonucleare della linea neutrofila (evitano che si instaurano infezioni generalizzate), piastrine (frammenti di cellule che richiamate dall’epitelio endoteliale tappano). Svolgono l’integrazione e controllo delle funzioni di tessuti ed organi Fanno mantenere l’omeostasi, ovvero, un equilibrio metabolico. Specializzazioni cellulari Nel nostro corpo ci sono più di 200 diversi tipi di cellule. Ogni cellula è specializzata per svolgere più efficientemente una o più funzioni. Cellule muscolari, svolgono il movimento tramite la contrattilità data sia da una trasmissione elettrica sia da una chimica. Cellule nervose, sono esposte a fenomeni di eccitabilità che portano alla conduttività di informazioni. La cellula nervosa è formata da un assione con una parte centrale: soma/pirenoforo e dai prolungamenti: dendriti e neuriti, tramite questi si ricevono/trasmettono le informazioni. Cellule acinose pancreatiche, il pancreas è una ghiandola con una componente esocrina (secernono il prodotto al di fuori del ciclo ematico) che completa la digestione e una endocrina (secernono il loro prodotto all’interno del circolo ematico). Queste cellule, svolgono, la sintesi e la secrezione enzimatica. (Enzima velocizza la reazione, catalizzatore biologico). Cellule delle ghiandole mucose, svolgono la sintesi e la secrezione di sostanze mucose che agglomerano i materiali. Cellule della corticale del surrene, gonadi, tiroide, sintesi e secrezione di steroidi. La corticale produce: aldosterone, minerale corticoide che si occupa del riassorbimento del sodio, cortisolo/cortisone, è un bluco corticolo. Le gonadi, producono cellule germinali. Quelle maschili: le cellule di leydig nel testicolo producono il testosterone mentre quelle femminili nella granulosa dell’ovaio producono estrogeni. Macrofagi, granulociti neutrofili, cellule della linea bianca del sangue, servono per la difesa immunitaria cellulo mediata. Mangiano e digeriscono (digestione  intracellulare). Il sistema bronco-alveolare, nel fondo degli alveoli polmonari, nella diramazione più distale, sub-microspcopica e poi microscopica dell’apparato bronchiale, ci sono delle cellule che formano gli alveoli, i pneumatici di primo e secondo tipo; Queste cellule si occupano del processo di ematosi (scambio di ossigeno e CO2 nell’espirazione ed ispirazione). Sul fondo di ogni singolo alveolo c’è un macrofagio. Cellule del rene e di alcune gh esocrine, hanno il compito trasportare ioni. Del rene ne fanno parte le cellule del sistema tubulare, glomerulare. Il tubulo contorto prossimale del nefrone e l’ansa ascendente di Henle trasportano ioni e li immettono nelle urine. Cellule sensoriali, trasformano stimoli chimici - fisici in impulsi nervosi. Esempio: prendo la luce (fenomeno fisico), la metto sull’occhio ed essa stimola le cellule della retina (fanno parte dall’epitelio sensoriale) che trasformano lo stimolo fisico in un impulso nervoso. Cellule del tenue e rene, si occupano dell’assorbimento dei metaboliti. Il nefrone riassorbe e secerne in continuazione ma anche il tenue, a livello dell’ileo, il sistema di microvilli intestinali mette capo alla vena porta che al fegato condurrà nutrimenti. Struttura relativa alla funzione La funzione è correlata alla forma. Tipicamente, le cellule affusolate si contraggono e quelle stellate creano connessioni. Differenziamento cellulare La differenziazione cellulare è un processo per il quale da una cellula uovo fecondata da uno spermatozoo (unione di patrimonio aploidi) e poi da un embrione fatto di sole cellule staminali derivano tante cellule di diversa morfologia la struttura è la migliore possibile per svolgere una specifica funzione. Le cellule staminali sono cellule dell’embrione di base che quando viene fecondato arriva a definire 3 tipologie di tessuti chiamati: FOGLIETTI EMBRIONALI (totipotenti) 1. Ectoderma: genera tessuto nervoso centrale e periferico + rivestimenti esterni cheratinizzati 2. Mesoderma: origina i connettivi generici e speciali, vasi, sangue, cuore, tessuto osseo, cartilagineo, muscolare 3. Endoderma: genera agli organi splanchici e i vari apparati splanchici che comunicano con l’esterno (respiratorio, genitale, digerente, urinario, sist. endocrino) Ci troviamo all’inizio della vita embrionale, in questo periodo ⅔ settimana, iniziano a definirsi 3 strutture fatte di cellule staminali. Prima di questa differenziazione trinaminale, nella fase di gaustrula, l’embrione è fatto di cellule totipotenti, che possono dare origine all’organismo intero. Quando però, c’è la differenziazione trilaminale (ectoderma, mesoderma, endoderma) compaiono le cellule staminali pluripotenti in grado di differenziarsi in tessuti. Da queste cellule derivano le multipotenti, si differenziano in tipi cellulari diversi ma con progenitori comuni. Il sangue e i vasi che lo contengono, derivano da cellule pluripotenti che poi si trasformano e si divideranno, alcune andranno a creare il sangue altre i vasi. Nella creazione dei vasi noi abbiamo due tipologie: angiogenesi e vasculogenesi. Cellule staminali si dividono in: Totipotenti, cellula staminale capace di dar vita a un intero organismo e ad alcuni tessuti esterni necessari al suo sviluppo.  Pluripotenti, possono differenziarsi in un intero tessuto ma non danno vita ad un intero organismo: alcune di loro danno origine a tutte le cellule nervose ed epiteliali, altre daranno luogo alle cellule muscolari, ossee e del sangue. Multipotenti, possono differenziarsi in tipi di cellule diversi ma con precursori comuni, ad esempio precursori delle sole cellule ematiche. Unipotenti, possono differenziarsi in un solo tipo cellulare. In sintesi, le cellule staminali sono capaci di dare origine a tutti i tipi di cellule. Possono dividersi illimitatamente e generare cellule figlie che possono decidere di rimanere staminali o di differenziarsi. Generalmente dopo una divisione cellulare la progenie sarà per metà staminale e per l’alta metà terminalmente differenziata. Biochimica cellulare La biochimica della cellula si basa su: L’acqua che rappresenta il 70% del peso.  C (elemento chimica organica, forma 4 legami covalenti più forti con i 4 elettroni esterni, crea grandi e complesse molecole), H, N, O, PS, sono gli elementi che troviamo all’interno della cellula e nei prodotti cellulari. Ci sono dei gruppi chimici comuni in tutte le cellule biologiche, una cellula eucariote contiene un gruppo: - metile (-CH3) - carbossile (-COOH), e - aminio (-NH2). Questi tre gruppi sono presenti in tutte le cellule. Le cellule hanno 4 grandi famiglie di molecole organiche: 1 ZUCCHERI, 2 ACIDI GRASSI, 3 AMMINOACIDI, 4 NUCLEOTIDI. Solitamente subunità ripetute di queste molecole organiche, ovvero, MICROMOLECOLE, formano le MACROMOLECOLE. Tante molecole ripetute di zucchero -> carboidrati. Tante molecole ripetute di acidi grassi -> lipidi. Tante molecole ripetute di aminoacidi -> proteine. Tante molecole ripetute di nucleotidi -> acidi nucleici. Zuccheri Sono la principale risorsa energetica della cellula, non immagazzino. La produzione degli zuccheri, nella cellula animale, avviene nel fegato, tramite la gluconeoagenesi; quindi abbiamo come fonte principale di zucchero: il glicogeno. Nella cellula vegetale, lo zucchero che viene sintetizzato è l’amido. Carboidrati Tante molecole organiche di zucchero, vanno a formare i carboidrati. I carboidrati sono: grandi molecole insolubili, non rappresentano molta massa cellulare, anzi solo l’1-2% di essa e possono essere scissi in glucosio, CO2, H2O e ATP (adenosina trifosfato) nei mitocondri. I mitocondri sono la sede in cui il carboidrato viene trasformato per produrre energia. Esso è in grado di fare ciò tramite la formazione di ATP che subirà successivamente ulteriori trasformazioni per poi permettere alla cellula di svolgere le proprie funzioni (muoversi, portare avanti un processo di sintesi proteica, trasmettere un’informazione). Acidi grassi Gli acidi grassi sono formati da una lunga catena idrocarburica idrofobica. Sono una risorsa di cibo cellulare, in quanto, producono il doppio dell’energia del glucosio e sono immagazzinabili; Ad esempio un orso quando va in letargo si nutre attraverso il cibo che ha mangiato precedentemente e ha immagazzinato, stessa cosa un neonato in crescita, beve il latte e immagazzina il grasso che gli serve per crescere anche nelle fasi in cui non mangia. Quando poi studieremo il tessuto adiposo, vedremo che la cellula adiposa, ovvero, l’adipocita, è una goccia di grasso ed esso si distingue in bianco (il nostro) e bruno (dell’orso) a seconda della funzione. Quest’ultimo, quello bruno, è pieno di mitocondri e ha necessità di essere lavorato prima di utilizzarlo per produrre energia. Lipidi Tante molecole organiche di acidi grassi, vanno a formare i lipidi. Sono grassi neutri, maggiore risorsa energetica. Formano le membrane plasmatiche tramite i fosfolipidi, inoltre sono in grado di formare alcuni ormoni come gli steroidi a base colesterolica e altre sostanze lipodi (vitamine liposolubili e prostaglandine). La parola ormone si lega alla parola ghiandola endocrina, quindi alla secrezione endoplasmatica ed endovascopata. Amminoacidi Contengono gruppi carbossilici ed amminici legati ad un solo C; Sono le subunità proteiche, lunghi polimeri di amminoacidi uniti testa-coda da un legame peptidico tra un gruppo carbossilico di un amminoacido e quello amminico di un altro amminoacido. In totale sono 20, ognuno ha una diversa catena laterale (2 acidi, 3 basici, 5 non carichi, 10 non polari). Proteine Tante molecole organiche di amminoacidi, vanno a formare proteine. Esse sono formate dalle combinazioni di amminoacidi. Sono distinte in strutturali (filamenti intermedi, cheratine intracellulari e collagene extracellulare) e funzionali (proteine globulari e mobili che svolgono tutto il lavoro cellulare quale: sintesi ormonale, trasporto, difesa immunitaria). Sono organizzate con quattro strutture: Struttura primaria: sequenza di aminoacidi Struttura secondaria: presenta sottostrutture regolari come alfa elica e foglietti beta Struttura terziaria: costituita da una singola catena e la sua disposizione nello spazio è tridimensionale Struttura quaternaria: è l’organizzazione spaziale di più molecole proteiche in complessi multi-subunità. Nucleotidi Sono unità ripetitive costitutive degli acidi nucleici, il DNA (acido desossiribonucleico) e RNA (acido ribonucleico). Queste unità sono fatte da: 1. Una base azotata che può essere purinica/purina (A = adenina e G = guanina) e pirimidinica/pirimidina ( C = citosina, T = timina, U = uracile) 2. Uno zucchero pentoso, con cinque atomi di carbonio che con la base azotata forma un nucleoside 3. Uno o più gruppi fosfato che col nucleotide formano il nucleotide Acidi nucleici Sono lunghi polimeri dove subunità nucleotidiche sono legate covalentemente per formare un estere fosfato tra il gruppo 3’H sullo zucchero ed il gruppo 5’ fosfato del nucleotide successivo. Essi sono: Il DNA, lo scheletro è basato su: desossiribosio (zucchero pentoso), A, T, G,C (basi azotate), presente nel nucleolo e poco nei mitocondri. L’RNA, lo scheletro è basato su: ribosio (zucchero pentoso), A,U,G,C (basi azotate), presente nel nucleolo e ribosoma. Membrane biologiche La cellula si isola dall’esterno e allo stesso tempo comunica con esso grazie alle membrane. Queste ultime, sono delle barriere biologiche che confinano le molecole in specifici comparti cellulari. Il confine della cellula è dato dalla membrana plasmatica. All’interno di questa, troviamo gli organuli che sono: il nucleo, il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, il Golgi, mitocondri e lisosomi. Le membrane intracellulari, sono una derivazione della membrana plasmatica. Hanno il compito di: - Aumentare la superficie della cellula per il contatto (tubuli, vescicole, convoluzioni). Stessa cosa fa l’intestino con le estroflessioni dei villi e dei microvilli che con le mucose intestinali aumentano la superficie di contatto. - Delimitano compartimenti, ovvero, gli organuli. Tra questi abbiamo: nucleo e mitocondri rivestiti da 2 membrane. La membrana che deriva dalla membrana plasmatica va a rivestire il materiale genetico (nucleo) con due strati, membrana nucleare, ed in più va a formare il mitocondrio anche questo fatto da due strati di membrana l’interno dei quali formerà dei setti. Inoltre, gli altri organuli: apparato di Golgi, RER/REL e il lisosoma sono formati da una sola membrana. Accenni di microscopia La cellula si studia con l’ultrastruttura e con la microscopia elettronica che può essere a scansione o trasmissione. Il tessuto si studia con la microscopia ottica quindi a luce riflessa/trasmessa. La microscopia elettronica si basa sulle cariche elettriche dei tessuti e delle cellule stesse le quali possono apparire più elettrodense, quindi con maggiore carica elettrica, o meno elettrodanse. Membrana cellulare composizione La membrana plasmatica è fatta di lipidi, nello specifico di fosfolipidi. Essi sono formati da due catene che sono unite ad un glicerolo che a sua volta si lega ad un gruppo fosfato carico negativamente ed a sua volta legato a piccoli composti come: etanolamina, colina o serina. I fosfolipidi sono antipatici quindi hanno sia carica positiva (idrofilica) che carica negativa (idrofobica). Le proprietà idrofiliche sono espresse a livello delle teste, ossia, all’esterno della cellula sul lato acquoso (extracellulare); Mentre le proprietà idrofobiche sono espresse a livello delle code, all’interno, nel doppio strato della membrana, quello che viene chiamato: doppio strato fosfolipidico, chiuso spontaneamente su se stesso a formare comparti sigillati. La membrana plasmatica viene anche chiamata mosaico fluido, in quanto non è una membrana statica e soprattutto non è fatta esclusivamente di fosfolipidi ma all’interno dello strato membranoso ci sono altre strutture sostanzialmente di natura proteica che hanno delle funzioni specifiche: stabilizzazione della forma, del citoscheletro e trasmissione delle informazioni. Si tratta di strutture che costituiscono canali, recettori e pompe a carica elettrica che permettono alla cellula di comunicare sia con lo spazio circostante extracellulare che con altre cellule vicine. Inoltre la membrana può cambiare la sua forma in modo tale che una cellula che non è direttamente in connessione con un’altra entri in contatto con una pompa a carico opposto che possa trasmettere l’informazione che la cellula deve far passare alla cellula vicino attraverso il canale. Questi si chiamano canali transmembrane e in genere sono fatti da più subunità proteiche aggrovigliate tra di loro. Sul lato non citosolico, ovvero quello esterno extracellulare, sono attaccati carboidrati, glicoproteine ovvero delle proteine di membrana con adesi proteoglicani e glicolipidi. Essi formano una barriera unica che prende il nome di glicocalice che protegge la membrana dei danni meccanici. La cellula uovo ha un glicocalice molto spesso che può essere penetrato esclusivamente da un enzima che è prodotto dall’acromosoma ovvero dalla testa dello spermatozoo. Trasporto cellulare Le proteine transmembrana, le pompe protoniche, i canali transmembrana servono per il trasporto cellulare ovvero per il movimento di sostanze attraverso la membrana. Attraverso il doppio strato, non passa tutto nonostante è permeabile in quanto è molto selettivo. Passano piccole molecole normalmente non polari come: ossigeno, CO2 e azoto. Gli ioni non passano. Molecole che non hanno polarità passano rapidamente ma soltanto se sono piccole. L’acqua riesce ad entrare ma solo in piccole quantità sennò la cellula scoppia. In caso la molecola non fosse piccola e liposolubile esistono diversi tipi di transito che permettono il passaggio: Trasporto passivo, avviene secondo gradiente elettrochimico, non richiede energia. Questo trasporto è chiamato anche: diffusione facilitata, ovviamente avviene a favore  del gradiente di concentrazione quindi non richiede energia, tuttavia, in questo caso, il trasporto necessita di proteine transmembrana, selettive e modulabili, che ne permettono il passaggio. Tra queste proteine ricordiamo quelle carrier che prendono la molecola e la portano all’interno. Drenaggio del solvente, è esclusivamente un passaggio chimico dove il solvente che è extracellulare viene drenato all’interno. Questo avviene per esempio nel meccanismo dell’edema (ritenzione di liquidi negli spazi extracellulari), nel momento in cui devo risolvere l’edema devo drenare il liquido che sta nello spazio extracellulare per far passare attraverso la cellula e poi metterlo nel circolo ematico. Trasporto attivo, avviene contro gradiente chimico ed elettrico, prevede una spesa energetica; Si divide in: primario, caratterizzato da un utilizzo esclusivo di energia per portare a compimento il trasporto stesso e secondario, dove non viene speso direttamente ATP ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimica creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula. Il secondario contiene tre forme di trasporto: uniporto, trasporto secondario di una sola sostanza che si muove sfruttando la differenza di potenziale elettrochimico (una sostanza una direzione). Antiporto, consente il passaggio contemporaneo ma in direzione opposte di due ioni e /o molecole differenti. Simporto: consente il passaggio contemporaneo ma nella stessa direzione di due ioni e /o molecole differenti. Trasporto vescicolare (endocitosi), prevede l’invaginazione della membrana plasmatica per formare delle vescicole. È un meccanismo attivo che richiede alto dispendio energetico, variazione della morfologia del doppio strato fosfolipidi per formare una vescicola endocitotica che endocita ovvero, che mette all’interno della cellula il messaggio chimico da portare alla cellula stessa rilasciandolo nel citosol. Un tipico meccanismo endocitotico è la placca neuromuscolare. Dalla corteccia  celebrale, il sistema nervoso centrale parte con questo primo stimolo che seguirà le vie motrici discendenti finché non arriva a livello del midollo spinale, in questo segmento l’informazione sopra assiale deve arrivare ai muscoli tramite neuroni. I neuroni hanno un assione (il prolungamento principale del neurone) che si connette con una fibro cellula muscolare striata e questa connessione prende il nome di placca neuromuscolare. Nel momento in cui l’assione si connette con la fibro cellula muscolare striata si forma una sinapsi neuromuscolare. La sinapsi mette insieme i terminali (2). La placca neuromuscolare per poter permettere alla fibro cellula muscolare striata di contrarsi e fare un movimento deve sfruttare un neuromediatore: l’acetilcolina. Quest’ultima è un neuromediatore che attraversa tutto l’assione fino ad arrivare al terminale dove viene esocitata, di conseguenza la membrana si allarga per farla uscire e nell’altro terminale la endocita. Questa è la base della neuromotricità. Comprende: - Pinocitosi: ingresso di piccole vescicole contenenti molecole proteiche - Fagocitosi: ingresso di complessi sovramolecolari, cellule, batteri: le vescicole di endocitosi liberano il contenuto nel citoplasma o si fondono con i lisosomi che contengono enzimi che degradano carboidrati, lipidi, proteine, DNA-RNA. Esempio il macrofago alveolare o polimorfo nucleare (cellule spazzine) “mangiano” batteri/antigeni…e liberano il contenuto all’interno del citoplasma dove incontrano i lisosomi che eliminano il tutto.  - Esocitosi: trasporto all’esterno in vescicole secretorie. In sintesi, quindi, la membrana plasmatica permette il trasporto transmembrane. Membrane cellulari Reticolo endoplasmatico rugoso Il reticolo endoplasmatico rugoso è una derivazione della membrana plasmatica, ovvero, un introflessione della membrana plasmatica stessa. Sono delle membrane interne che si vanno ad estendere nel citoplasma e formano una specie di labirinto, formato da tante cisterne appiattite (lamellari) le quali risultano parallele e delimitate da una membrana. Queste cisterne, hanno l’aspetto rugoso per la presenza di ribosomi. Lì possiamo vedere al microscopio elettronico, dove, la superficie esterna di ogni singola piega del reticolo presenta dei puntini neri (ribosomi) che sono molto elettrodensi ovvero con una carica elettrica importante. I ribosomi sono piccoli organelli che vengono prodotti nel nucleolo, sono fatti da RNA e proteine. Questo organo è alla base della sintesi proteica. Sono formati da due subunità e posso trovarli sia liberi (non associati al reticolo endoplasmatico) che si occupano del sintetizzare proteine citoplasmatiche e strutturali sia associati al reticolo e in questo caso traducono l’Mrna in proteine e provvedono alla secrezione. In sintesi, il ribosoma libero serve alla cellula che deve vivere per cui le proteine che sono prodotte da questo ribosoma nel citoplasma sono proteine funzionali alla cellula stessa. Invece, le proteine sintetizzate dai ribosomi attaccati al reticolo rugoso sono le proteine di base che verranno secrete all’esterno; Quindi sono le proteine derivate dagli acidi nucleici. Funzioni: - Trasporta, trasla, immagazzina le proteine prodotte dai ribosomi - Glicosilazione delle proteine e il loro indirizzamento verso il Golgi - Detossificare le sostanze esterne che possono passare Ha un comparto che guarda verso il nucleo e uno che guarda verso la membrana cellulare e il citoplasma. I ribosomi sono tra tutti i comparti. Le cisterne si ampliano verso la membrana plasmatica diventando reticolo liscio che non presenta i ribosomi adesi. Quindi il reticolo rugoso andando verso l’esterno, allontanandosi dal nucleo e avvicinandosi alla membrana plasmatica diventa reticolo endoplasmatico liscio. Reticolo endoplasmatico liscio Il reticolo endoplasmatico liscio non ha ribosomi. Presenta delle cisterne più ampie che formano dei canali che si anastomizzano tra loro. Anastomizzare vuol dire unirsi bocca a bocca, questa anastometizzazione può essere termino-terminale, termino-laterale, latero-laterale. Funzioni: - Detossificare, soprattutto nel fegato. Il fegato è fatto da unità funzionali che prendono il nome di lobo epatico. in genere il lobo a tre zone: la 1, la 2 e la 3. La parte 1, ovvero la parte intermedia, si occupa della depurazione presenta tantissime cellule. In altre parti troveremo invece cellule che sono dotate di altre strutture perché permetteranno il metabolismo del glucosio - Sintesi lipidi e steroidi, questa sintesi porta a sintetizzare ormoni. Gli ormoni a base steroidea sono: estrogeni, testosterone e cortisone. Le cellule di leydig o interstiziali del testicolo che producono testosterone, sono cellule che hanno una quantità industriale di reticolo liscio. Stessa cosa le cellule della granulosa che producono estrogeni e le cellule della corticale del surrene, nello specifico della zona glomerulare della corticale del surrene, che producono cortisolo sono piene di reticolo liscio. Apparato di golgi Più una cellula produce proteine più è ricca di apparati di Golgi. Nel Golgi avvengono delle modifiche che seguono la trasduzione del segnale quindi dal DNA all’RNA. Abbiamo la formazione di glicolipidi e glicoproteine e nonché di proteoglicani per il glicocalice esterno della cellula. Più produco proteine più devo elaborarle. Il Golgi è un compartimento cellulare presente negli eucarioti. È formato da una serie di membrane chiuse che costituiscono delle cisterne appiattite e impilate l’una sull’altra. Di solito si trova in prossimità del reticolo endoplasmatico. Esso presenta tre parti: 1) la parte cis, guarda verso il nucleo 2) parte mediale, di transizione 3) trans, guarda verso la membrana plasmatica. Funzioni: - Stazione di modificazione e smistamento all’interno delle cellule: si occupa di modifiche post-trasduzione, glicosilazione (formazione di glicolipidi e glicoproteine). - Formazione di proteoglicani. Dalle pile dei dischi appiattiti (cisterne) con distinta polarità per gemmazione si formano i lisosomi. Lisosomi Dal Golgi derivano i lisosomi, apparato digerente cellulare. Digeriscono componenti cellulari obsoleti e degradano proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi attraverso 50 diversi enzimi detti idrosilasi acide attive a pH 5. I prodotti da digerire sono veicolati nei lisosomi attraverso una metodica base: meccanismo di endocitosi, pinocitosi, fagocitosi e autofagia. Si distinguono in: 1. Lisosomi primari, sono quelli che nascono dalle vescicole gemmate del Golgi. All’interno non hanno nulla, sono pronti a digerire. 2. Lisosomi secondari, vengono a crearsi con la fusione dei primari e dell’endosoma che contiene il materiale da ingerire. L’endosoma è un soma endocellulare. Presentando all’interno già il materiale da ingerire svolgono la funzione da ”killer”. Tutte le cellule hanno dei lisosomi, alcune ce ne hanno di più come ad esempio il macrofago. I macrofagi sono fagociti professionisti che eliminano detriti ed invasori nel connettivo ed originano dai monociti, che sono macrofagi ematici mobili. Mitocondri Sono formati da una membrana esterna e una interna che si ripiega a formare creste. Presenta un doppio strato di membrana, l’altro organo endocellulare che lo ha doppio è il nucleo. Sono formati da: proteine mitocondriali che si rinnovano continuamente, pochi lipidi e un po’ di acidi nucleici (DNA-RNA). I mitocondri si dividono per scissione semplice: le creste possono differire per lunghezza, forma e numero a seconda dell’esigenze cellulari; Ovviamente, più creste ci sono, più c’è attività di fosforilazione ossidativa e di conseguenza produzione di ATP=produzione energetica. Quindi il mitocondrio è fondamentale per permettere alla cellula di essere metabolicamente molto attiva. Molti mitocondri li troviamo, ad esempio, nello spermatozoo. Lo spermatozoo ha una testa, un corpo e una coda. La coda, si muove con un meccanismo ondulatorio, per far sì che lo spermatozoo possa progredire. Per effettuare questo movimento la cellula ha bisogno di energia, ATP. Lo spermatozoo, infatti, è pieno di mitocondri che devono produrre energia per far muovere la coda. Inoltre, il grasso bruno, definito così perché all’interno contiene tantissimi mitocondri che devono produrre energia, così che nel momento in cui le cellule adipose sono a riposo possono sfruttare il materiale energetico quando non c’è il ricambio (letargo). Funzioni: - Si occupano di fosforilazione ossidativa (processo di conversione dei metaboliti cellulari in ATP che avviene nella membrana mitocondriale interna tramite tramite un sistema di trasporto elettronico) Perossisomi I perossisoma, sono vescicole delimitate da membrana. Contengono catalasi ed enzimi ossidativi tra cui l’acqua ossigenata (perossido di idrogeno). Il perossido di idrogeno permette la degradazione di due sostanze: l’etanolo/alcol etilico, normalmente metabolizzato a livello del fegato (per questo l’epatocita è pieno di perossisomi) e acidi grassi, anche questi depositati nella cellula epatica. Il deposito dell’alcol e degli acidi grassi nella cellula epatica si trasferisce nel lobulo epatico dando origine a quello che si chiama: steatosi epatica (fegato appare più grosso). Citoscheletro La cellula ha una propria forma che corrisponde ad una funzione. La forma viene mantenuta nel tempo tranne quelle volte in cui la cellula può variare per flessibilità, per il cambio del plasmolemma o per cambiare la componente endocellulare. Tutto questo deriva dal citoscheletro (non è fatto di ossa). Per scheletro si intende l’impalcatura che può essere ossea (nel corpo umano: il midollo osseo e cartilagineo nella fase di ossificazione) e cellulare formato dal citoscheletro. Le funzioni del citoscheletro sono: Dare forma e sostegno alla cellula. Posizionare gli organuli. Dare una polarità alla cellula. Movimento degli organuli, fagocitosi, citochinesi. Movimento della cellula, lo spermatozoo senza un complesso che prende il nome di assonema o complesso 9+2 fatto da bracci di tubulina (proteine citoscheletro). 9 sono le coppie di microtubuli che sono unite da dei ponti, alcuni centrali, alcuni tra una coppia e l’altra ed altri centrali. 2 sono i microtubuli centrali uniti da proteine che li connettono Adesione cellulare, fa sì che le cellule non si possono spostare. Le cellule del comparto basale dell’epitelio seminifero (dove si formano i spermatozoi) devono restare ferme finché non riescono a muoversi, devono aspettare la formazione della coda. Trasmissione della cellula Il citoscheletro, è fatto sostanzialmente da 3 componenti tutti a base proteica: 1. Microtubuli 2. Filamenti intermedi 3. Microfilamenti Microtubuli Danno forma e sostegno alla cellula Trasportano organuli, permette il trasporto di un ganglio da dentro a fuori; accoglie tutti quelli che entrano con la mitosi Forma il fuso mitotico. Avviene nelle mitosi, divisione delle cellule autosomatiche. In questa divisione si forma un fuso mitotico, il citoscheletro si dispone in modo tale che la cellula si allunghi e poi separi. Formano ciglia ( permettono il movimento di molecole extracellulari che devono essere endocitate/buttate fuori, es: trachea) e flagelli. Sono presenti in tutte le cellule, sono dei cilindri sottilissimi cavi di 25 nm di diametro e 15 nm di calibro interno. La parete è costituita da una serie di unità sferoidali ognuna corrispondente ad una molecola di tubulina, dimero formato da 2 sub-unità di sequenza aminoacidica simile che polimerizza a formare catene dette: protofilamenti, assemblati a spirale in gruppi di 13 formano il microtubulo. Il tubulo ha un suo movimento che viene regalato da proteine associate. Questo se si parla di cellule mobili o di elementi mobili. Per quanto riguarda le cellule fisse (morfologia cellulare) non c’è bisogno di proteine associate alla tubulina. Il citoscheletro è formato prevalentemente da microtubuli. Centrioli e corpi basali I cetrioli sono delle triplette di microtubuli disposti a cerchio. Rappresentano quelli che sono i centri di organizzazione dei microtubuli (MTOC), al cui livello si ha la formazione del microtubulo che si collega con la posizione negativa a crescita lenta quindi con la parte di polarità negativa del microtubulo. In termini più semplici, nel centriolo madre che corrisponde ad una la tripletta di microtubuli, parte l’origine o la formazione del microtubulo. Il microtubulo è un sistema proteico che costituirà il citoscheletro della sua componente essenziale e come base iniziale ha il centriolo. Nelle fasi della mitosi, in particolare nell’interfase, il MTOC, è rappresentato da due microtubuli che sono disposti a croce/angolo circondati da materiale elettrodenso. Questi due microtubuli messi ad angolo retto si occuperanno di assemblare il fuso mitotico che prende il nome di centrosoma, esso darà origine alla citodieresi. In sintesi, ciò permetterà ai microtubuli di distanziarli e di orientare la migrazione dei cromosomi nelle 2 cellule finite. Le sostanze che bloccano la mitosi: colchicina, colcemide, vincristina, vinblastina si legano alla tubulina e taxolo (stabilizza i microtubuli). La crescita microtubulare è sempre associata alla divisione della cellula, al movimento della cellula; Per essere associata a ciò, deve seguire dei percorsi di sintesi proteica. Al controllo di ciò sono preposte le map (proteine associate ai microtubuli). Le proteine più note sono: chinesina e dineina. Ciglia Sono strutture mobili proiettate all’esterno della cellula che costituiscono specializzazioni in genere del dominio apicale (epiteli). Sono lunghe 7-10 micron, in numero di 300 per cellula: il movimento dipende dall’ATP dei mitocondri. Sono costituite da microtubuli nel complesso 9+2 con ponti di nexina. Filamenti intermedi Sono delle strutture intracellulari, non polari, costituite da una classe eterogenea di proteine ovvero dei monomeri polipeptidici lineari con una testa amminoterminale ed una coda carbossiterminale. Funzioni: Consolidare e rinforzare gli organuli intracellulari. Bloccano il nucleo in una sola posizione Garantiscono la resistenza alla trazione cellulare: costituendo anche l’adesione intra cellulare tramite desmosomi (formati dalle cellule alfa e beta che entrano in contatto con i plasmolemmi). I desmosomi sono le giunzioni serrate. Microfilamenti Hanno un diametro esternamente piccolo. Sono presenti dappertutto. Sono formati da fasci o reti di microfilamenti di ACTINA, proteina che, in questo caso, a differenza del tessuto muscolare dove si trova all’interno del citoplasma, si associa alla membrana plasmatica permettendo la contrazione dinamica e statica rivestendo la fibrocellula. Funzioni: Servono a far muovere la cellula in maniera lenta Producono forza contrattile, fa arrivare tramite tropismo attivo alla sede d’interesse i microfilamenti Conferiscono forma e sostegno alla membrana garantendo la mobilità di leucociti e fibroblasti predisposti alla contrazione cellulare. Nucleo È la struttura più grande della cellula. Al microscopio elettronico, appare con un alta elettrodensità, compatto e molto nero. È rivestito da una doppia membrana (come mitocondrio): membrana nucleare, che non è a mosaico fluido. Contiene il genoma della cellula eucariotica. (Quella procariotica ha il genoma nel citoplasma, ha una forma circolare). Nella fase di interfase, il nucleo contiene: - Il nucleolo, regione del nucleo cellulare responsabile della sintesi dell’RNA ribosomiale (rRNA). rRNA, è la tipologia più abbondante di RNA presente nella cellula, non codifica proteine ma è il componente essenziale dei ribosomi: nella sintesi proteica fornisce un meccanismo per decodificare (traduzione) l’rRNA in  sequenze aminoacidiche (codoni). In fase attiva di sintesi proteica troverò tessuti pieni di nucleoli che si stanno replicando. - Cromatina, sostanza che forma il nucleo cellulare degli organismi eucarioti. È formata da DNA associato a proteine basiche dette istoni, proteine acide ed RNA. Conferisce basofilia al nucleo. Al microscopio riesco a vedere il nucleo al centro della cellula di colore blu (ematossilina basica). La cromatina è divisa in due parti/componenti: 1. Eterocromatina: è più elettrodensa, quindi si vede scura (basica, blu), è inattiva, infatti, si trova all’interno di cellule che non stanno effettuando la trascrizione dell’RNA a partire dal DNA quindi non producono proteine. 2. Eucromatina: meno elettrodensa, è più chiara ed è attiva nella sintesi proteica in quanto avviene la trascrizione del DNA in mRNA. - Involucro nucleare È formato da due unità di membrana che racchiudono uno spazio detto cisterna nucleare. La parte esterna continua con le cisterne del reticolo endoplasmatico rugoso mentre quella interna, detta lamina fibrosa, è fatta da proteine elettrodense dette nucleoscheletro che mantengono la forma del nucleo. Presenta dei pori che servono per il trasporto nucleo-citoplasmatico. È un complesso proteico dalla forma assimilabile ad un cilindro che attraversa entrambe le membrane che costituiscono l’involucro nucleare. - Scheletro nucleare, da la forma. - Nucleoplasma, stessa costituzione chimica del citoplasma, ha acqua, proteine amorfe, metaboliti). È la matrice liquida del nucleo. Cellule anucleate Sono le cellule senza nucleo. Tra queste ricordiamo:  Eritociti/globuli rossi/emazie: durante l’eritropoiesi (formazione dei globuli rossi) e emopoiesi (formazione del sangue), i globuli rossi perdono il nucleo pertanto sono delle cellule che non si divideranno mai. Non hanno patrimonio genetico. Piastrine: sono frammenti di una cellula originaria che prende il nome di: megacariocita, quest’ultima si sfalda in frammenti cellulari che si occuperanno della difesa parietale endovascolare. Questo significa che attivano la cascata per la formazione del tappo piastrinico. Cellule multinucleate da fusione Sono le cellule con più nuclei. Tra queste ricordiamo: Sincizio del tessuto muscolare scheletrico: è formata da tante cellule, ognuna dotata di un suo nucleo, che si fondono. Fondendosi la membrana cellulare scompare ogni cellula contiene il suo nucleo, il suo cito scheletro e i suoi organuli. Questa fusione è visibile sia istologicamente che funzionalmente in quanto la fibra muscolare striata è una fibra che lavora per azioni di contrazione di più cellule che si sono movimentate. Inoltre, sono in grado di rifondersi per riparare a danni trofici, non possono dividersi, hanno i nuclei periferici. Il muscolo cardiaco ha due nuclei (cardiomiocita), invece di 100, per questo motivo è definito come para-sincizio. Il fatto di avere due nuclei deriva dalla divisione dei nuclei, ciò si chiama: poliploidia. Osteoclasto: essi insieme agli osteoblasti vanno a costituire e rimodellare il tessuto osseo. Gli osteoclasti in virtù della loro azione di distruzione e modellamento diventano cellule polinucleate arrivando ad avere anche 30-40 nuclei. Cellule multinucleate formate per poliploidia (divisione incompleta) La poliploidia è la divisione incompleta della cellula comporta una divisione nucleare. Riguarda: Epatocita, che presenta un nucleo con più nucleoli in grado di andare in mitosi Cellule dell’epitelio di transizione vescicale Cellule del miocardio comune Differenziazioni della superficie cellulare Sono distinte in: Ciglia e flagelli, sono delle estroflessioni di membrana che hanno un citoscheletro fatto da microtubuli che sono uniti da proteine associate ai microtubuli del map, chinesina e dineina. hanno dei movimenti specifici che servono a muovere la cellula stessa materiale extracellulare che sulla superficie del plasma Lemma si può depositare. Sono a stretto contatto con i centrioli e possono avere un ruolo cinetico o recettivo. Il flagello è più lungo delle ciglia e ha una guaina fibrosa o mitocondriale (spermatozoi). Microvilli, sono delle estroflessioni cilindriche che non hanno un cito scheletro fatto di microtubuli. Non devono muovere la cellula e non si devono muovere. Il microvillo è uno stratagemma per aumentare la superficie di contatto intra ed extracellulare della membrana intensificando gli scambi. Anche nel sistema nervoso centrale, le circonvoluzioni cerebrali del telencefalo presentano numerose pieghe che servono ad aumentare la superficie di contatto. Stessa cosa fanno i villi intestinali, essi sono delle estroflessioni di mucosa. Stereociglia, estroflessione di membrana simile ai microvilli ma più lunghe, all’interno sono percorse da sottili filamenti, presentano infatti dei microfilamenti. In realtà esse sono delle ulteriori specializzazioni delle ciglia. Zone di contatto tra cellule contigue Le cellule sono attaccate tramite delle zone di contatto che si differenziano perché vanno a formare una barriera selettiva alla diffusione di liquidi e sostanze disciolte. Prendono il nome di complesso di giunzione e sono costituite da: Zona occludens, lo strato proteico del plasmalemma di due cellule è fuso in un unico strato. Le proteine del plasmalemma sono: le glicoproteine e il glicocalice. Il glicocalice della cellula alfa si fonde con quello della cellula beta formando un unico strato. Quindi da questa zona non si passa, è chiusa. Zona adhaerens, è lo strato proteico del plasmalemma di una cellula parallelo a quello di un’altra contiguo, mantenendo una sua individualità. Sono aderenti pertanto è presente un minimo di possibilità di distaccare una cellula dall’altra. Macula adhaerens o desmosoma, è fatto da microfilamenti. Infatti, il citoscheletro che lo forma è un addensamento plasmatico che contiene microfilamenti che vanno a delimitare uno spazio piccolissimo fatto da materiale che alla microscopia elettronica appare elettrodenso. Di solito, è messa alla base della cellula, rappresenta quindi lo strato basale cellulare che permette alle basi cellulari di non distaccarsi. Riproduzione cellulare Una cellula somatica di divide per mitosi. Un gamete si divide per meiosi, ha un patrimonio cromosomico, quindi ha un codice genetico che deve trasferire. Mitosi La mitosi per una cellula somatica prevede un ciclo cellulare, ovvero, un ciclo di replicazione cellulare che si divide in : Interfase: La cellula svolge le sue funzioni vitali, accresce, aumentano gli organuli e si prepara a dividersi. Questa fase è suddivisa in tre momenti: 1. Fase G1, prima parte, la cellula accresce. 2. Fase S, la cellula duplica il proprio DNA. È necessario perché ogni cellula figlia deve ricevere lo stesso DNA, le stesse informazioni genetiche. Per far avvenire la duplicazione del DNA si rompono i legami tra le basi azotate che tengono uniti i due filamenti, questi filamenti si separano e ciascuno funziona da stampo per la sintesi di un nuovo filamento complementare. Questo processo è regolato da enzimi detti DNA polimerasi. Dopo la duplicazione del DNA la cromatina comincia a condensarsi e si spiralizza; le spirali diventano visibili formando i cromosomi. Il cromosoma è fatto da due unità di cromatidi identici: un cromatide A e un cromatide B che si legano a livello del centromero. 3. Fase G2, serve a polimerizzare e organizzare gli organuli che serviranno a svolgere gli ultimi controlli sull’integrità del DNA che si è separato. Prima della fase S, il DNA non è spiralizzato e si trova sottoforma di cromatina. La cromatina, ha due componenti, eterocromatina (maggiormente elettro densa, la troviamo nelle cellule che sono in fase inattiva) ed eucromatina (è una cromatina che comincia ad addensarsi a formare i cromosomi, ho un elettro densità minore in quanto i cromosomi cominciano ad essere delle unità morfologiche distinte. Si trovano in una fase in cui la cellula è attivamente in replicazione). Durante la fase S il DNA si duplica e all’inizio della fase M si condensa a formare i cromosomi, ognuno formato da due cromatidi fratelli. Fase M/mitotica: costituita da: - Mitosi propriamente detta, divide il nucleo ed è suddivisa in 5 fasi: 1. Profase, prima fase. I cromosomi, sono visibili all’interno del nucleo e i centrioli iniziano a duplicarsi ponendosi ai poli opposti della cellula. I centrioli organizzano il citoscheletro e i microtubuli ai due poli opposti della cellula. Quindi, durante la profase i centrioli vanno uno a destra e uno a sinistra. 2. Prometafase, prima mezza fase. La membrana nucleare si frammenta in microvescicole e i cromosomi duplicati si vanno a mettere a livello della regione equatoriale del fuso mitotico sotteso dai centrioli. 3. Metafase, mezza fase. Le coppie di cromatidi si portano alla parte mediana della cellula e formano la piastra metafasica: qui i cromosomi sono al massimo della specializzazione (condensazione, se dovessimo vederli al microscopio li vedremo nerissimi) e sono affiancati ordinatamente lungo la linea equatoriale posta al centro della cellula. 4. Anafase, il fuso si allunga e la cellula comincia a cambiare forma, diventa sferica: cellula fusiforme vera. Qui la cellula inizia a separare il centromero che lega i cromatidi di ogni cromosoma duplicato. Al termine i due gruppi identici di cromosomi sono ammassati ai poli della cellula. 5. Telofase, ultima fase. I cromosomi riprendono la loro forma perché viene a riformarsi la membrana nucleare che li racchiude e ricompare il nucleolo. Il tutto quindi, viene rimesso al proprio posto. - Citodieresi, divide la cellula. All’equatore l’invaginazione del plasmalemma origina due cellule figlie. La mitosi da una cellula diploide produce 2 cellule figlie identiche diploidi che poi entreranno in un periodo di crescita ed attività metabolica fino ad affrontare anche esse la mitosi. Questo processo va regolato. Se la divisione è sregolata vado incontro alla iperplasia mentre se ho un crescita sregolata vado incontro alla ipertrofia. Meiosi È la divisione cellulare degli eucarioti in cui una cellula con un corredo cromosomico diploide origina 4 cellule figlie con un corredo cromosomico aploide. Riguarda i gameti (cellule sessuali). Ogni cellula presenta un solo membro della coppia di cromosomi omologhi. Ciò significa che, un cromosoma composto da 2 cromatidi (una coppia) si divide, e un cromatide andrà in una cellula figlia e l’altro in un’altra. In sintesi, la meiosi da una cellula diploide produce 4 cellule aploide. Informazione genetica dei genitori è mescolata, la riproduzione è sessuale, l’unione di questi due gameti originerà un uovo fecondato che farà ottenere 4 cellule figlie. Le cellule somatiche di ogni specie contengono un numero specifico di cromosomi (presenti sempre in coppie). L’uomo, infatti, presenta 46 cromosomi divisi in 23 coppie. I cromosomi che formano una coppia sono: CROMOSOMI OMOLOGHI, essi portano geni che controllano le stesse caratteristiche ereditarie nella stessa posizione o locus. Aploide Sono le cellule, i cui nuclei hanno un assetto cromosomico singolo. (I gameti) Diploide Sono le cellule, i cui nuclei hanno un assetto cromosomico a due serie. I cromosomi, vengono appaiati l’uno all’altro nel maschio e nella femmina in 22 coppie + 1 coppia di cromosomi sessuali. Nel maschio la coppia di cromosomi sessuali è tipicamente la Y mentre nella femmina la doppia X. Nel maschio, viene utilizzato XY nell’ultima coppia perché il cromosoma Y è un cromosoma mancante di due telomeri distali. La femmina, invece, ha la coppia completa di telomeri uniti al centromero. Variazioni cromosomiche: Trisomia 21, sindrome di down: il cromosoma 21 non è una coppia ma una tripletta. Extra Y, sindrome di Jacobs: abbiamo una Y aggiuntiva. Presenta una X e una doppia Y). Non è compatibile con la capacità riproduttiva, sono soggetti sterili.  Extra X, sindrome di Klinefelter: malattia genetica dovuta alla presenza di un cromosoma X in più negli individui di sesso maschile. Soggetto con caratteristiche femminili (posso trovare caratteri sessuali secondari femminili in un sesso maschile). Mono X, sindrome di Turner: rara malattia genetica che colpisce esclusivamente il sesso femminile. A contraddistinguere questa condizione è l'assenza o la presenza parziale di uno dei due cromosomi sessuali X che non codifica le caratteristiche sessuali secondarie del sesso femminile. La meiosi riduce il numero di cromosomi da diploidi ad aploidi ed è preceduta come la mitosi dalla duplicazione dei cromosomi. Il processo di meiosi le cellule si dividono due volte per formare quattro figli. È composta infatti da due divisioni: Meiosi I: i cromosomi omologhi si appaiano. Durante questa fase, i cromatidi dei cromosomi omologhi si scambiano tra loro alcuni segmenti corrispondenti mediante un processo chiamato: crossing-over. Esso è alla base del trasferimento dei caratteri genetici del maschio e della femmina. Dopodiché, la meiosi I separa i cromosomi omologhi e produce due cellule figlie, ognuna con un assetto cromosomico aploide. Il ciclo cellulare si divide in: 1. Profase I/profase metodica tipica, suddivisa in: - Leptotene: avviene la spiralizzazione della cromatina e compaiono i cromosomi dicromatidici. - Zigotene: i cromosomi omologhi si formano formando la tetrade (4). - Pachitene: prevede il crossing-over, ovvero lo scambio di parti corrispondenti tra cromatidi non fratelli: grazie al crossing-over i cromosomi ottengono una combinazione diversa di alleli. - Diplotene: i cromosomi omologhi cominciano a separarsi rimanendo attaccati per il chiasma (incrocio). In questa fase, il DNA deve essere trascritto. - Diacinesi: scompare l’involucro nucleare e alla dissoluzione del nucleo. 2. Metafase I 3. Anafase I 1. Meiosi II: ha inizio da una cellula aploide. È fondamentalmente una citodieresi. Con la fase successiva si sono prodotte due cellule figlie aploidi, tramite questo passaggio se ne vengono a formare altre due. Di conseguenza, i cromatidi fratelli di ogni coppia si separano ulteriormente e si formano in totale quattro cellule figlie con corredo cromosomico aploide. Allele Una delle due o più forme alternative in cui si può presentare un gene nel patrimonio genetico di una specie. Più semplicemente, l’allele è la posizione che il gene può occupare. Il gene, è un segmento di catene del DNA che costituisce il cromosoma e codificherà per una serie di proteine che a loro volta sono finalizzate a codificare per una determinata area. Gli alleli di un gene possono occupare posizioni identiche, che prendono il nome di: loci, su cromosomi omologhi della stessa coppia. Si considerano alleli delle sequenze di nucleotidi in specifiche posizioni di DNA che si presentano in più varianti in una specie.