gli organelli cellulari

tutte le cellule tutte le cellule presentano al loro presentano al loro interno una serie di interno una serie di organelli, strutture organelli, strutture specializzate nello specializzate nello svolgimento di svolgimento di particolari funzioniparticolari funzioni

o meglio, quasi tutte: alcune cellule perdono

nel corso della loro vita una parte o

addirittura tutti gli organelli

una cellula “chimerica”una cellula “chimerica”

vescicole di secrezione

centrioli

complesso di Golgi

mitocondrio

reticolo endo-plasmatico rugoso

involucro nucleare

centrosoma

pori nucleari

ribosomi

cigliamicrovilli

citosol

lisosoma

citoscheletro

reticolo endo-plasmatico liscio

nucleolo

cromatina

somiglianze e differenze somiglianze e differenze fra tipi cellulari nel fra tipi cellulari nel corredo di organellicorredo di organelli

lo stesso corredo di lo stesso corredo di organelli si osserva organelli si osserva in cellule anche in cellule anche molto diverse fra molto diverse fra loro, sia morfolo-loro, sia morfolo-gicamente che fun-gicamente che fun-zionalmentezionalmente

diversi tipi cellulari diversi tipi cellulari sono però caratte-sono però caratte-rizzati da diversa rizzati da diversa morfologia, dislo-morfologia, dislo-cazione e relativa cazione e relativa abbondanza dei abbondanza dei diversi organellidiversi organelli

?

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?

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compartimenti

rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una sezione di una cellula; sono cellula; sono evidenziate alcune evidenziate alcune componenti componenti cellulari cellulari fondamentali.fondamentali.

rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una sezione di una cellula; sono cellula; sono evidenziate alcune evidenziate alcune componenti componenti cellulari cellulari fondamentali.fondamentali.

il disegno mette in il disegno mette in evidenza la presenza evidenza la presenza di membrane (simili di membrane (simili al plasmalemma) al plasmalemma) anche all’interno anche all’interno della celluladella cellula

il disegno mette in il disegno mette in evidenza la presenza evidenza la presenza di membrane (simili di membrane (simili al plasmalemma) al plasmalemma) anche all’interno anche all’interno della celluladella 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…

citosol

sistema membranoso (o vacuolare) sistema membranoso (o vacuolare) citoplasmaticocitoplasmatico

nucleo

citosolcitosol

nucleonucleo

rappresentazione schematica a “falsi rappresentazione schematica a “falsi colori” di un’immagine al microscopio colori” di un’immagine al microscopio elettronico a trasmissione di una porzione elettronico a trasmissione di una porzione di cellula a cavallo fra nucleo e citoplasmadi cellula a cavallo fra nucleo e citoplasma

rappresentazione schematica a “falsi rappresentazione schematica a “falsi colori” di un’immagine al microscopio colori” di un’immagine al microscopio elettronico a trasmissione di una porzione elettronico a trasmissione di una porzione di cellula a cavallo fra nucleo e citoplasmadi cellula a cavallo fra nucleo e citoplasma

organelli organelli membranosimembranosi

reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico liscioliscio

reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico liscioliscio

reticolo endoplasmatico liscio in reticolo endoplasmatico liscio in cellula di corticosurrenecellula di corticosurrene

?reticolo endoplasmatico liscio, formato da sistemi “chiusi” di tubuli intercomunicanti

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 reticolo endoplasmatico endoplasmatico rugosorugoso

reticolo reticolo endoplasmatico endoplasmatico rugosorugoso

reticolo endoplasmatico rugosoreticolo endoplasmatico rugosoin citoplasma di neuronein citoplasma di neurone

(sostanza di Nissl)(sostanza di Nissl)

1 µm1 µm

Rreticolo endoplasmatico rugoso

rerrer

fase interna

fase esterna

la “rugosità” di questo reticolo è determinata

dalla presenza di ribosomi regolarmente allineati lungo la sua superficie

Cisterne di reticolo endoplasmatico rugoso particolarmente “rigonfie”

cisterna di RER (parte del sistema vacuolare del citoplasma)

citosol

rer e ribosomi liberirer e ribosomi liberi

i ribosomi si trovano anche “liberi” nel citosol

(non solo aderenti alle membrane del reticolo)

Nota bene:Nota bene:

la morfologia la morfologia del RERdel RER

la morfologia la morfologia del RELdel REL

la possibile la possibile comunicazione comunicazione fra essifra essi

Funzioni del reticolo liscioFunzioni 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 liscioFunzioni 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

Reticolo endoplasmatico liscioReticolo endoplasmatico liscio

Cellule interstiziali di Leydig (testicolo)

Cellula di corticale surrenale

Funzioni del reticolo liscio

• fegato:– Detossificazione di composti organici

• Barbiturici• Etanolo• …

– Metabolismo del glicogeno

Non sempre vantaggiosa…

Interviene sicuramente nella scissione del glicogeno; forse partecipazione attiva anche nei processi di deposizione

Funzioni del reticolo liscio

• Reticolo sarco-plasmatico

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 liberirer e ribosomi liberi

ribosomi liberi

ribosomi aderenti al reticolo

RibosomaRibosoma

20 nm

mRNAmRNA

RibosomaRibosoma

20 nm

mRNAmRNA

proteinaproteina

Ribosoma all’inizio della traduzioneRibosoma all’inizio della traduzione

Ribosoma aderente al Ribosoma aderente al reticolo endoplasmaticoreticolo endoplasmatico

accrescimento accrescimento del polipeptide del polipeptide

nella cisterna del nella cisterna del reticoloreticolo

Ribosomi liberi e ribosomi legati

Interazione fra il ribosoma Interazione fra il ribosoma e la membrana del reticoloe la membrana del reticolo

recettore del ribosoma

proteina traslocatrice

recettore della SRP

peptide segnale sulla catena polipeptidica nascente

cellula con abbondante reticolo endoplasmatico rugoso

qual è il destino del qual è il destino del materiale sintetizzatomateriale sintetizzatoa livello del reticolo a livello del reticolo endoplasmatico rugoso?endoplasmatico rugoso?

Interazione fra Interazione fra ribosomi e RERribosomi e RER

animate

il destino del materiale sintetizzato nel reticolo endoplasmatico rugoso cisterna di reticolo

endoplasmatico

vescicola

cisterna di Golgi

vescicola

gemmazione

fusione

gemmazione

Vesciole rivestite da cotomeri

(non da clatrina!)

genesi e flusso costitutivo di vescicole

complesso complesso di Golgidi Golgicomplesso complesso di Golgidi Golgi

complesso di Golgicomplesso 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

com

ple

sso d

i G

olg

i

Golg

i

la polarizzazione del Golgi

la to “trans”

la to “cis”

il contenuto del il contenuto del complesso di Golgi complesso di Golgi matura man mano che matura man mano che viene trasferito dalla viene trasferito dalla cisterna che si trova cisterna che si trova sul lato “cissul lato “cis”…”…

...a quella posta sul lato “trans” del ...a quella posta sul lato “trans” del complesso (distante dal nucleo)complesso (distante dal nucleo)

Riconoscimento della membrana bersaglio

3 diversi “destini” delle vescicole prodotte dal Golgi

Esocitosi

Golgi: maturazione e trasportoGolgi: maturazione e trasporto

Interazione fra Interazione fra ribosomi e RERribosomi e RER

lisosomi

lisosomilisosomi

autofagiaautofagia

Reticolo endoplasmatico rugosoReticolo endoplasmatico rugoso

mitocondrimitocondri

mitocondrimitocondri

morfologia del mitocondriomorfologia del mitocondrio

Mit

oco

ndri

Mit

oco

ndri

oo

la “centrale” di controllola “centrale” di controllo

il nucleoil nucleo

Il nucleoIl nucleoe lae la

divisione divisione cellularecellulare

nucleo di neuronenucleo di neurone

nucleo di leucocitanucleo di leucocita

il nucleoil nucleo

rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una cellula sezione di una cellula in cui sono evidenziate in cui sono evidenziate alcune componenti alcune componenti cellulari fondamentali.cellulari fondamentali.

rappresentazione rappresentazione schematica della schematica della sezione di una cellula sezione di una cellula in cui sono evidenziate in cui sono evidenziate alcune componenti alcune componenti cellulari fondamentali.cellulari fondamentali.

il nucleoil nucleo,, qui qui rappresentato dall’area rappresentato dall’area blu, occupa la parte blu, occupa la parte centrale della cellulacentrale della cellula

il nucleoil nucleo,, qui qui rappresentato dall’area rappresentato dall’area blu, occupa la parte blu, occupa la parte centrale della cellulacentrale della cellula

Il nucleoIl nucleo

l’involucro presenta l’involucro presenta discontinuità dette discontinuità dette

pori nuclearipori nucleari

l’involucro presenta l’involucro presenta discontinuità dette discontinuità dette

pori nuclearipori nucleari

il nucleo appare circondato il nucleo appare circondato da un sistema di membrane da un sistema di membrane

detto involucro nuclearedetto involucro nucleare

il nucleo appare circondato il nucleo appare circondato da un sistema di membrane da un sistema di membrane

detto involucro nuclearedetto involucro nucleare

il nucleo contiene il nucleo contiene cromatina, qui cromatina, qui

rappresentata in rappresentata in azzurroazzurro

il nucleo contiene il nucleo contiene cromatina, qui cromatina, qui

rappresentata in rappresentata in azzurroazzurro

involucro involucro nuclearenucleare

membrana membrana “unitaria”, simile “unitaria”, simile al plasmalemmaal plasmalemma

membrana membrana “unitaria”, simile “unitaria”, simile al plasmalemmaal plasmalemma

costituito da costituito da una speciale una speciale cisterna delcisterna del

reticolo endo-reticolo endo-plasmatico plasmatico

rugosorugoso

costituito da costituito da una speciale una speciale cisterna delcisterna del

reticolo endo-reticolo endo-plasmatico plasmatico

rugosorugoso

poro nucleareporo nucleareporo nucleareporo nucleare

……e da un e da un foglietto esternofoglietto esterno……e da un e da un foglietto esternofoglietto esterno

formato da un formato da un foglietto interno…foglietto interno…

formato da un formato da un foglietto interno…foglietto interno…

involucro involucro e pori e pori nucleari nucleari (TEM)(TEM)

citoplasmacitoplasmacitoplasmacitoplasma

nucleonucleonucleonucleo

poroporo

involucro e poriinvolucro e pori

il complesso del poro regola il transito di molecole fra nucleo e 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)

…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)

cromatina:cromatina:

il materiale intensamente

colorabile (ed elettrondenso)

presente nel nucleo.

si osserva con diversi gradi di

densità

cromatinacromatina ETEROCROMATINAETEROCROMATINA- DNA “compattato”DNA “compattato”- funzionalmente funzionalmente

INATTIVOINATTIVO

ETEROCROMATINAETEROCROMATINA- DNA “compattato”DNA “compattato”- funzionalmente funzionalmente

INATTIVOINATTIVO

EUCROMATINAEUCROMATINA- DNA “disperso”DNA “disperso”- funzionalmente funzionalmente

ATTIVOATTIVO

EUCROMATINAEUCROMATINA- DNA “disperso”DNA “disperso”- funzionalmente funzionalmente

ATTIVOATTIVO

il nucleolo…il nucleolo…il nucleolo…il nucleolo…

citosolcitosolcitosolcitosol

involucroinvolucroinvolucroinvolucro

nucleolonucleolo

il nucleolo è il il nucleolo è il centro di sintesi centro di sintesi e aggregazione e aggregazione delle subunità delle subunità ribosomaliribosomali

il nucleolo è il il nucleolo è il centro di sintesi centro di sintesi e aggregazione e aggregazione delle subunità delle subunità ribosomaliribosomali

Nucleo cellulareNucleo 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

FormaForma

• Correlata con quella della cellula– sferica– ellittica– fusata…

• Talvolta completamente irregolare– leucociti polimorfonucleati– spermatozoi– ecc.

DimensioniDimensioni

•Variabili,ma spesso proporzionali a quelle della cellula

PosizionePosizione

• Variabile ma Variabile ma caratteristica di ogni caratteristica di ogni tipo cellulare.tipo cellulare.

• per esempio:per esempio:– Cellule embrionali:Cellule embrionali:

nucleo centralenucleo centrale– Cellule secernenti:Cellule secernenti:

nucleo eccentriconucleo eccentrico

PosizionePosizione

La gocciola lipidica spinge La gocciola lipidica spinge il nucleo il nucleo dell’adipocita dell’adipocita verso la periferiaverso la periferia

In questo neurone, il nucleo si In questo neurone, il nucleo si trova in posizione centrale trova in posizione centrale rispetto al corpo cellularerispetto al corpo cellulare

Il citoscheletro forma Il citoscheletro forma un’impalcatura che mantiene un’impalcatura che mantiene stabile lstabile la posizione del nucleoa posizione del nucleo

NumeroNumero

• Le cellule sono, nella maggior Le cellule sono, nella maggior parte dei casi, parte dei casi, mononucleatemononucleate

• Talvolta Talvolta binucleatebinucleate (epatiche, cartilaginee)(epatiche, cartilaginee)

• Talvolta plurinucleateTalvolta plurinucleate(fibre muscolari(fibre muscolarischeletriche, osteoclasti)scheletriche, osteoclasti)

il nucleo svolge un ruolo crucialeil nucleo svolge un ruolo crucialenel nel controllocontrollo della vita della cellula e della vita della cellula e

nel processo di nel processo di divisionedivisione cellulare cellulare

entrambe le funzioni dipendono entrambe le funzioni dipendono strettamente dall’acido desossiribonucleico strettamente dall’acido desossiribonucleico

(DNA) contenuto nel nucleo(DNA) contenuto nel nucleo

entrambe le funzioni dipendono entrambe le funzioni dipendono strettamente dall’acido desossiribonucleico strettamente dall’acido desossiribonucleico

(DNA) contenuto nel nucleo(DNA) contenuto nel nucleo