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MITOCONDRI
• Sede dei processi di
produzione dell’ATP (energia)
• Gran parte delle cellule
contengono numerosi
mitocondri (fino al 25% del
volume della cellula)
• Hanno due membrane, molto
diverse tra di loro
• La membrana interna è
estremamente ricca di
proteine; la sua superficie è
aumentata da ripiegature
chiamate cristae.
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Alberts et al., L’ESSENZIALE DI
BIOLOGIA MOLECOLARE
DELLA CELLULA, Zanichelli
editore S.p.A. Copyright ©
2005
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Il MT ha un suo DNA circolare
(teoria sull’origine endosimbiotica)
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Gran parte delle proteine mitocondriali sono
codificate nel genoma nucleare
COX: cytochrome C oxidase (verie subunità)
Cyt b: citocromo B
ND: NADH dehydrogenase (multiple subunità)
A: ATP synthase 8varie subunità)
Mitochondrial
disease
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Gran parte delle proteine del mitocondrio vengono
sintetizzate nel citoplasma e sono TRASPORTATE
attraverso la membrana mitocondriale
Anti-DHFR
MTX
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Mitocondri (e cloroplasti)
• Origine endo-simbiotica. Crescono e si dividono nel citoplasma in
modo indipendente dalla divisione della cellula
• Contengono DNA circolare. Gran parte dei geni sono nel DNA
nucleare; il cromosoma mitocondriale contiene geni per rRNA e
tRNA, ma pochi altri geni
• La maggioranza delle proteine mitocondriali sono sintetizzate nel
citoplasma ed IMPORTATE nel mitocondrio
• Segnali di localizzazione mitocondriale vengono riconosciuti da
specifici recettori-trasportatori sulla membrana esterna del
mitocondrio. Sequenze al terminale N determinano la
localizzazione delle proteine che vengono importate nel
mitocondrio
• Le sequenze segnale al N terminale vengono rimosse dopo il
trasporto
• L’importo di proteine nel mitocondrio richiede energia (ATP)
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Il RETICOLO ENDOPLASMATICO
Il RER è abbondante in cellule specializzate per la sintesi e
secrezione di proteine
(e.g. cellule del pancreas che producono enzimi digestivi)
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1. Introduzione
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1.1 Il Reticolo Endoplasmico: struttura e funzioni
Il Reticolo Endoplasmatico (RE) è l’organulo più grande all’interno della cellula dopo il nucleo
(Wang et al., 2010). Si struttura come una rete membranacea tridimensionale composta di tubuli,
sacchi e cisterne impilate che circonda il nucleo stesso, con la membrana del quale si trova in
continuità, e si estende per tutto il citoplasma.
Fig.1 Il Reticolo Endoplasmico
Immagine al Microscopio Elettronico a Trasmissione di una
plasmacellula. Ben visibile il complesso sistema di cisterne del
Reticolo Endoplasmatico Ruvido.
Tradizionalmente viene suddiviso in due componenti: una Ruvida (RER) ed una Liscia (REL). La
distinzione è dovuta alla presenza di ribosomi associati al RER che sono invece assenti nel REL. Il
REL è specializzato nella biosintesi di steroli e lipidi, nello smaltimento di sostanze tossiche e
nell’accumulo dello ione calcio. Il RER si occupa invece prevalentemente della sintesi e
modificazione post-traduzionale delle proteine indirizzate alla membrana plasmatica, agli organuli
della
via
biosintetico-secretoria
ed
alla
secrezione
(Alberts,
2008).
Si
calcola
che
approssimativamente un terzo delle proteine di nuova sintesi siano traslocate all’interno del RE
(Wang et al., 2010).
Il reticolo endoplasmatico
Le proteine vengono sintetizzate in una forma denaturata: affinché acquisiscano una forma
• La maggiore struttura racchiusa da membrana nella
cellula
con una specifica conformazione tridimensionale grazie al processo di folding. Nonostante il
• Svolge importanti funzioni soprattutto nella sintesi di
folding sia un processo entropicamente favorevole, le grandi dimensioni e la complessità della
proteine secretorie e/o di membrana
• Si distingue in reticolo endoplasmatico
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- LISCIO: sintesi di fosfolipidi e acidi grassi
- RUGOSO: sintesi di proteine di membrana e secrete
• I ribosomi che fabbricano proteine secretorie si
associano al RER; i polipeptidi nascenti attraversano la
membrana e si accumulano nel lume del reticolo per
essere trasportati alla loro destinazione
biologicamente attiva è necessario che le catene polipeptidiche si ripieghino formando una proteina
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Segnali di localizzazione intracellulare
Nucleo
KKKRK
N
C
AA idrofobici e basici
Mitocondrio
ER
(membrana
o extracell)
AA idrofobici
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Una sequenza segnale di aminoacidi idrofobici al
N-terminale distingue le proteine destinate al reticolo
endoplasmatico (proteine secretorie o di membrana)
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Modificazioni post-traduzionali che avvengono nel
reticolo endoplasmatico + Golgi
• Formazione di ponti disolfuro
• Ripiegatura
• Glicosilazione
• Processamento proteolitico
• Assemblaggio di proteine multimeriche
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protein disolfuro isomerasi!
Nel RE avviene il ripiegamento ed il controllo qualità sul
“folding”.
Proteine non correttamente ripiegate sono trattenute nel RE ed
eventualmente passate nel citosol e degradate
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Modificazioni post-traduzionali che avvengono nel
reticolo endoplasmatico + Golgi
• Formazione di ponti disolfuro
• Ripiegatura
• Glicosilazione
• Processamento proteolitico
• Assemblaggio di proteine multimeriche
N-GLICOSILAZIONE
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N-GLICOSILAZIONE
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L’apparato del GOLGI (e i suoi misteri)
L’APPARATO DEL GOLGI
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RER --> GOLGI --> RER
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Gli enzimi che
rimangono nel
RE presentano
una specifica
sequenza di
ritenzione al
C-terminale
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