Apparato di Golgi
Aspetto dell’apparato di Golgi
• Dischi piatti
(cisterne)
impilate con
una polarità.
• Microvescicole
• Macrovescicole
• Tre regioni:
– Cis
– Mediale
– Trans
Funzioni dell’Apparato di Golgi
Stazione di transito per modificare e indirizzare molte
macromolecole della cellula
– Ulteriori modificazioni post-traduzionali delle proteine
(Es. Glicosilazione, Solfatazione, Ponti disolfuro)
• Alcune determinano la localizzazione finale delle proteine
– Sintesi di glicolipidi e altri lipidi complessi (sfingomielina)
• Prodotti di transito destinati a varie membrane della cellula
– Sintesi e assemblaggio dei Proteoglicani dell’ECM
• Ricchi di ponti disolfuro
(regolano la loro stabilità)
Regioni del Golgi
Cis-Golgi
– Faccia di ingresso, rivolta verso RER
– Riceve le vescicole di trasferimento dal RER
• Se le proteine hanno un segnale di ritenzione nel RE,
vengono rimandate indietro
– Inizio di modificazioni della N-glicosilazione delle
proteine, consente l’ O-glicosilazione delle
proteine
– Fosforila oligosaccaridi sulle proteine destinate ai
lisosomi (Mannosio-6-fosfato)
Regioni del Golgi
• Golgi Mediale
– Regione in cui continua la modificazione delle
catene saccaridiche delle glicoproteine
Trans Golgi network
(TGN)
– Modificazioni finali delle catene saccaridiche
– Impacchettamento, condensazione e riserva
– La principale regione di “smistamento” della
cellula
– Faccia d’uscita
Regioni del Golgi
Cis
Mediale
Trans
Trasporto vescicolare
•Vescicole rivestite COPII dal
RER al Golgi
•Vescicole rivestite COPI dal
Golgi al RER o dal Trans-Golgi
al Cis-Golgi
•Vescicole rivestite da Clatrina,
dal Trans-Golgi agli Endosomi e
Lisosomi
Smistamento delle glicoproteine
Destino delle
proteine che
lasciano il
Golgi:
• Membrana
Plasmatica
• Granuli di
secrezione
• Lisosomi
Glicosilazione nel Golgi:
- Nuova glicosilazione (O-glicosilazione, a carico di
Serine o Treonine)
- Modificazione delle N-glicosilazioni avvenute nell’ER
N-glicosilazioni finali sono prodotte attraverso una serie di
passaggi che avvengono nei diversi compartimenti del Golgi
Tre tipi di N-glicosilazioni sono prodotte nel Golgi:
-
complesse (proteine secrete o di membrana)
- alto contenuto di mannosio (proteine destinate al lisosoma)
- ibride
La presenza di un mannosio fosforilato determina
lo smistamento delle proteine al lisosoma
Glicoproteine destinate ai lisosomi
Glicosilazione nel RE e nel Golgi
Orientamento di glicoproteine di membrana
Gruppi sanguigni
Sintesi di alcuni lipidi nel Golgi
Apparato di Golgi nelle cellule
• Difficilmente colorabile
con Ematossilina ed
Eosina
– I lipidi non si colorano
• Molto abbondante nelle
cellule secretorie
Plasma cellule
• Forma attiva
dei linfociti-B
• Sintetizzano e
secernono gli
anticorpi
Cellule
Caliciformi
dell’intestino
• Muco
– Glicoproteine
assemblate ed
impacchettate nel
Golgi
– Rivestimento
protettivo
Cellule Acinari del Pancreas
Acrosoma degli spermatozoi
• L'acrosoma trae origine da
una grossa cisterna
dell'apparato del golgi ricca
di enzimi litici che
successivamente va ad
incappucciare il nucleo
cellulare
• Serve a perforare la
membrana dell’oocita
Lisosomi
Sistema Digerente
della Cellula
• Digerisce
– Materiali ingeriti
– Componenti cellulari “invecchiati”
• Degrada tutti i tipi di macromolecole
– Proteine
– Acidi nucleici
– Carboidrati
– Lipidi
Enzimi Lisosomiali
• Circa 50 diversi enzimi
• Idrolasi acide
– Attive a pH 5.0 (all’interno
del lisosoma)
– Inattive se rilasciate nel
citosol (pH 7.2)
Enzimi Lisosomiali
• Il pH acido dei lisosomi è mantenuto da una
pompa protonica presente nella membrana
lisosomiale
– Richiede ATP
Anatomia di un Lisosoma
Le sostanze raggiungono i lisosomi
attraverso quattro diverse vie
• Pinocitosi generalizzata
– Cellula “beve” < 150 nm
• Endocitosi Mediata da Recettore
• Fagocitosi
– Cellula “mangia” > 250 nm
• Autofagia
– Cellula “mangia se stessa” organelli invecchiati o
non più funzionali
– Meccanismo importante nell’omeostasi cellulare e
nella sopravvivenza agli stress
Pathways
Lisosomiali
RER
Vescicola di
trasporto
Apparato
di Golgi
Endosomi
Precoci
Fagocitosi
Pinocitosi
Endocitosi
mediata
da
Recettore
Lisosoma
primario
Endosomi
Tardivi
Lisosoma
Secondario
Autofagosoma
(veicola
materiale
interno alla
cellula)
ENDOCITOSI MEDIATA
DA RECETTORE
Il risultato dell’endocitosi è un
ENDOSOMA PRECOCE, una
vescicola contenente il materiale
endocitato
L’ endosoma precoce diventa un
ENDOSOMA TARDIVO il cui
contenuto è acidificato per la
azione di pompe protoniche
L’endosoma tardivo si unisce
con VESCICOLE IDROLASICHE,
contenenti enzimi digestivi
(IDROLASI ACIDE) che
provengono dal Golgi.
Il risultato, quando completamente
acidificato, è un LISOSOMA
• Lisosomi Primari
– Gemmano dal
trans-Golgi
• Lisosomi Secondari
– Lisosomi primari si
fondono con un
endosoma o
fagosoma
– Più elettrondensi
al ME
Cellule con Lisosomi
• Tutte le cellule posseggono i lisosomi
• Pochi tipi cellulari sono
caratterizzati da abbondanza di
lisosomi
• Macrofagi
• Cellule Presentanti
l’Antigene (Cellule
Dendritiche)
• Fagociti professionali
degradano i rifiuti e le
cellule che invadono il
tessuto connettivo
• Originano da un
Monocita
Neutrofili
• Fagociti
professionali
• I primi ad
arrivare sul sito
d’infezione
• Componente
principale del Pus
*
Malattie da accumulo lisosomiale
• Difetti negli enzimi idrolitici del lisosoma
• Circa cinquanta diverse malattie (frequenza
1:7000, aspettativa di vita media 15 anni)
• Malattia di Gaucher: difetto degradazione
sfingolipidi
• Sindrome di Hurler e Sindrome di Hunter:
difetto degradazione dei glicosaminoglicani
• Malattia di Pompe: difetto degradazione del
glicogeno
Lisosomi Secretori
Lisosomi Secretori e linfociti NK
Osteoclasti
• Digeriscono osso
• Cellule giganti derivanti
dalla fusione tra
monocita e macrofago
• Colorazione E&E dovuta
al contenuto acido dei
lisosomi
Perossisomi
Perossisomi
• Struttura simile ai Lisosomi
– Membrana singola
• Abbondanti nel fegato e rene
• Originano da vescicole del RE
• Consumano ossigeno per
reazioni di ossidazione
producendo perossido
d’ossigeno H2O2
• Degradano il perossido di
idrogeno (H2O2) in reazioni di
detossificazione
Funzioni dei perossisomi
• Ossidano macromolecole generando perossido
d’idrogeno
b-ossidazione degli acidi grassi:
• Genera molecole che sono esportate nel citosol e
utilizzate dalla cellula per nuova sintesi (Es.: Acetil
CoA per sintesi del colesterolo)
NB.: b-ossidazione avviene anche nei mitocondri
Malattie associate a difetti della bossidazione che avviene nei
perossisomi:
ADRENOLEUCODISTROFIA
LEGATA AL CROMOSOMA X
Accumulo di dell'acido grasso saturo
C26:0, acido cerotico, nel sangue
che danneggia la mielina.
I pazienti hanno gravi disfunzioni
neurologiche
Olio di Lorenzo: l'acido erucico
(C22:1) e l'acido oleico (C18:1)
Funzioni dei perossisomi
• Detossificazione diverse molecole nocive ingerite (alcol
etilico, alcol metilico, fenoli, nitriti) o prodotte nella
cellula (specie reattive dell’ossigeno)
O
H2O2+CH3-CH2-OH ->CH3-CH+2H2O
alcol etilico + perossido
= acetaldeide + acqua
• Catalasi trasforma anche il perossido di idrogeno in
acqua
Funzioni dei perossisomi
•
Presenta enzimi importanti nella sintesi
del plasmalogeno (fosfolipide della
mielina) e degli acidi biliari.
La biogenesi dei perossisomi
Vescicole con la proteina Pex3p si
distaccano dal RE
Le altre proteine dei perossisomi
arrivano dal citoplasma.
Il segnale per la destinazione ai
perossisomi è spesso una sequenza
al carbossi-terminale della
proteina (Ser-Lys-Leu: S-K-L)
che non viene rimosso al termine
del trasferimento
Alcune proteine contengono invece
come segnale una sequenza
all’amino-terminale di oltre 20
aminoacidi. In questo caso il
segnale al termine del
trasferimento viene rimosso
Inclusioni Cellulari
• Altre strutture visibili nel
citoplasma
• A differenza degli organelli NON
hanno una attività specifica
• Esogene
• Endogene
Inclusioni Cellulari Esogene
• Normalmente materiale nocivo
– Carotene (liposolubile)
• Troppe carote oppure pastiglie per
abbronzatura
• La pelle può diventare arancione!
– Metalli pesanti
• Piombo ed Argento
– Asbesto (amianto), siliconi, carbone
Inclusioni Endogene
• Gocce Lipidiche
– Tessuto Adiposo, cellule
epatiche, cellule
secernenti steroidi
– Chiare in MO, scure in
TEM
– Riserve nutrizionali
importanti
Glicogeno
• Principale forma di
accumulo di carboidrati
• Fegato, muscolo, corticale
del surrene
• Visibile con speciale
colorazione in MO (PAS)
• In TEM, rosette di
materiale elettrondenso
• Accumulo eccessivo di
glicogeno provoca la
sindrome di Pompe:
ingrossamento del fegato,
deficienza lisosomiale
Precursori degli Enzimi
• Granuli di Zimogeno
(contengono precursori degli enzimi)
– Nella porzione apicale delle
cellule secernenti
– Contengono i precursori di
differenti enzimi
– Pancreas
• Tripsinogeno
– Cellule principali dello
stomaco
• Pepsinogeno
– Ghiandole Salivari
• Precursori dell’Amilasi
Mucinogeno
– Cellule Caliciformi
Epiteli dell’apparato
gastrointestinale e respiratorio
– Mucina rilasciata per
esocitosi ed a contatto con
acqua diventa muco
– Funzione protettiva
Pigmenti
• Melanina
– Conferisce colore
alla pelle ed ai
capelli
