Sistema di endomembrane: reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi

Sistema di endomembrane

E' il più ampio organello della cellula eucariotica

Reticolo endoplasmatico

E' costituito da un network di cisterne, tubuli e vescicole Due membrane parallele che lo costituisce, è sempre formato da un doppio strato fosfolipidico E' connesso al nucleolemma (che ne è una parte specializzata) E' connesso a livello funzionale all'apparato di Golgi reticolo endoplasmatico granulare membrana nucleare interna membrana nucleare esterna nucleolo -cromatina cromatina ribosomi lamina nucleare spazio perinucleare poro nucleare vescicole di trasporto del RE liscio dirette verso il Golgi RE liscio RE rugoso ribosomi cisterne del RE liscio cisterne del RE rugoso

Reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi

Reticolo endoplasmatico: Costituzione

Costituito da Reticolo Endoplasmatico Rugoso (RER) caratterizzato da cisterne (sacchi appiattiti, spazio tra le due membrane) e Reticolo Endoplasmatico Liscio (REL) Il RER ha sul lato citoplasmatico della membrana, attaccati i ribosomi (questo tipo di reticolo è interessato sia alla sintesi sia al trasporto fuori dalla cellula delle proteine); Il REL, una porzione dello stesso reticolo endoplasmatico ruvido, è privo di ribosomi. Il reticolo endoplasmatico liscio è importante nella sintesi dei lipidi e nel trasporto di sostanze dal reticolo endoplasmatico ruvido all'apparato del Golgi. Il reticolo endoplasmatico ruvido è organizzato esclusivamente a cisterne, quello liscio è una rete tridimensionale di tubuli. vescicole di trasporto del RE liscio dirette verso il Golgi RE liscio RE rugoso ribosomi cisterne del RE liscio cisterne del RE rugoso

Reticolo endoplasmatico: struttura 3D

A C e f C g d h 400 200 .... 0 -400 -200 0 -400 200 -200 0 200 400 400 Elaborazione al computer delle nuove immagini microscopiche tridimensionali della struttura del reticolo endoplasmatico (Cortesia Cell, Terasaki et al.) Le membrane che costituiscono il reticolo endoplasmatico sono organizzate in una struttura elicoidale simile a quella della rampa di accesso a più piani. Lo rivelano nuove immagini in 3D, ottenute con un decisivo progresso nelle tecniche microscopiche. Secondo gli autori, la struttura osservata è quella che meglio riesce a ottimizzare il denso impacchettamento delle membrane e dei ribosomi che vi sono legati. 2013, Cell 154, 285-296 Il RE fornisce alle cellule una grande area superficiale; si può calcolare che 1 cm3 di cellula contenga 1 m2 di superficie di RE A ~30° ~30" B D

Sistemi di endomembrane: coesistenza e interconnessione

I due sistemi coesistono e sono interconnessi fra loro. L'estensione del RE varia in funzione del tipo di cellula: nelle cellule che accumulano proteine il RER è abbondante viceversa per quelle che secernono lipidi.

Funzioni del sistema di intercomunicazione intracellulare

sistema di intercomunicazione intracellulare per il trasporto di proteine e lipidi Rough endoplasmic reticulum (RER) Nuclear envelope Nucleus Ribosomes Smooth endoplasmic reticulum (SER)

Funzioni del RER

lato della membrana verso il citosol

1. I ribosomi liberi nel citosol si legano al reticolo tramite il riconoscimento di una proteina di membrana.
2. Le proteine sintetizzate passano all'interno del lumen del RER (superando la barriera del doppio strato lipidico della membrana del reticolo)
3. Proteine di secrezione vengono liberate nel lumen, quelle di membrana rimangono ancorate alla membrana del reticolo;
4. Le proteine destinate altrove verranno trasportate a destinazione mediante un sistema di vescicole

All'interno del RER la maggior parte delle proteine viene sottoposta a Glicosilazione (modificazione post-traduzionale di una proteina, che vede l'aggiunta di zuccheri (una catena o singoli carboidrati) alla catena peptidica) Controllo della [ ] del Ca++ nella parte corticale della cellula lato esterno della membrana cellulare reticolo endoplasmatico vescicola contenente la proteina vescicola fusa con la membrana cellulare proteina montata sulla membrana cellulare vescicole di trasporto del RE liscio dirette verso il Golgi RE liscio RE rugoso cisterne del RE rugoso ribosomi cisterne del RE liscio subunità libere di rRNA mRNA ribosoma mRNA mRNA proteina recettore di membrana ribosoma lume del reticolo inizio proteina proteina proteina finita mRNA ribosoma

Funzioni del REL

Produzione di lipidi principalmente destinati alle nuove membrane. I lipidi prodotti si associano alle proteine provenienti dal RER. I vettori sono delle vescicole che si staccano e vanno a fondersi con la membrana specifica dell'organulo bersaglio. La vescicola diventa parte integrante della membrana vescicole di trasporto del RE liscio dirette verso il Golgi RE liscio RE rugoso ribosomi cisterne del RE liscio cisterne del RE rugoso

Apparato del Golgi (dittiosomi o pile di Golgi)

Prende il nome dal suo scopritore, Camillo Golgi. E' un'altra parte del complesso sistema di endomembrane cellulari. I corpi di Golgi , costituiti da pile di sacculi appiattiti a forma di dischi dette cisterne che spesso ai margini ramificano in una complessa rete di tubuli Faccia di maturazione di un corpo di Golgi Vescicola Vescicola Faccia di formazione di un corpo di Golgi

Struttura di una cellula vegetale

UNA CELLULA VEGETALE Nel reticolo endoplasmatico liscio vengono metabolizzati i carboidrati e altre molecole. I ribosomi sintetizzano le proteine. Ribosomi liberi 25 nm Nucleolo Nucleo Vacuolo Parete cellulare 0,75 um Membrana plasmatica Perossisoma Mitocondrio I perossisomi degradano iperossidi tossici. Cloroplasto 1 um I cloroplasti captano l'energia della luce solare per produrre zuccheri. Apparato di Golgi 0,5 um L'apparato di Golgi elabora e confeziona le proteine. 0 15 lin Una parete cellulare sostiene la cellula vegetale. Reticolo endoplasmatico liscio 0.5 um Reticolo endopla- smatico ruvido Plasmodesmi 0,75 um

Apparato del Golgi: sistema dinamico

Sistema dinamico di membrane altamente polarizzato. I due poli sono distinti strutturalmente e biochimicamente. Un polo è la faccia di formazione (cis) e l'altro è la faccia di maturazione (trans). I sacculi tra le Poro due facce rappresentano la porzione del nucleo intermedia (medial).

Funzioni dell'apparato di Golgi

Funzioni: Glicosilazione e secrezione di proteine e lipidi provenienti dal RE per l'esportazione extracellulare. Sintesi e secrezione di polisaccaridi quali emicellulose e pectine. Proteine dal RER (vescicole di transizione) alla faccia di formazione > attraverso la pila di cisterne (dove vengono elaborate e trasformate) > faccia di maturazione (vescicole di trasporto) > selezionate nel trans per essere trasferite alla membrana (vescicole di secrezione), secrete fuori la cellula (esocitosi) oppure come lisosomi Vescicole di trasporto 2 Vescicole di secrezione > > Nucleo > 1 Parete cellulare Vescicole di transizione Membrana plasmatica Reticolo trans di Golgi Faccia di maturazione Faccia di formazione Reticolo endoplasmatico ruvido Corpo di Golgi

Microcorpi: I perossisomi

Organelli sferici con una singola membrana. Contengono corpi proteici a volte in forma cristallina. Sono legati al RE (da cui vengono prodotti) e hanno la capacità di autoduplicarsi come i plastidi e i mitocondri (che vedremo più avanti). Non posseggono DNA né ribosomi quindi importano il materiale necessario per la loro duplicazione e l'accumulo di proteine. I perossisomi aiutano a degradare grandi molecole e rendere inermi sostanze tossiche. Rottura degli acidi grassi a lunga catena attraverso l'ossidazione. Contiene enzimi quali l'ossidasi che possono produrre il perossido di idrogeno (H2O2) come prodotto della loro attività enzimatica. I perossisomi, inoltre, nelle foglie delle piante C3 giocano un ruolo fondamentale nella fotorespirazione. Mitocondrio Parete cellulare Vacuolo Tonoplasto Perossisoma Mitocondrio Cloroplasto 0,5 um

Microcorpi: I gliossisomi

Organelli sferici delimitati da singola membrana. Originano dal Golgi ma gli enzimi digestivi sono sintetizzati nel RE. Contengono gli enzimi del ciclo dell'acido gliossilico, ciclo possibile solo per le piante, che serve per convertire gli acidi grassi di riserva provenienti dagli oleosomi in zuccheri; Presenti tipicamente nelle cellule dei semi oleosi in fase di germinazione. Infatti gli zuccheri sono traslocati al resto della pianta in modo tale da fornire energia per la crescita. Perossisomi e interconconvertibili gliossisomi sono G OB Triglycerides Glucose 6-phosphate - Fatty acids Sucrose Fructose 6-phosphate Lipid body Gluconeogenesis Triose phosphate Fatty acids B-Oxidation Acetyl COA Glyoxysomse Phosphornelpyruvate Oxaloacetate -CO2 Oxaloacetate Malate Citrate Glyoxylate cycle Malace Glyoxylate Isocitrate Succinate Malate Citric acid Succinate Fumarate Mitochondrion Ciclo del GLIOSSILATO

Microcorpi: Gli oleosomi

Detti anche sferosomi o corpi lipidici. Esclusivi delle piante !! Corpi sferici di aspetto amorfo delimitati da mezza unità di membrana, conservando il lato idrofilo verso l'esterno. Immagazzinano grandi quantità di trigliceridi. Si originano dal REL, principale sito di sintesi dei lipidi. Gli oleosomi si trovano soprattutto come riserve nei semi e nel pericarpo di alcuni frutti grassi, come le olive e l'avocado, dove costituiscono circa il 45% del loro peso. Si trovano oleosomi anche nel polline ed in alcune alghe. Ma anche in tuberi (fusto sotterraneo) Fosfolipidi (in rosso) Olesina (proteina strutturale) Trigliceridi (blu) Mitocondrio Tannino Reticolo endoplasmatico dilatato Reticolo endoplasmatico Vacuolo Corpi oleosi Parete cellulare 0,5 um