TRAFFICO intro 15

UNA CELLULA EUCARIOTICA E’ SUDDIVISA IN
COMPARTIMENTI/ORGANELLI
Il mio nome è: Lucio Nitsch
Lavoro nel: Dipartimento di Medicina Molecolare
e Biotecnologie Mediche
Insegno: Biologia Molecolare e Cellulare
e Genetica
Le informazioni sul corso le trovate su:
www.docenti.unina.it
QUANTI E QUALI SONO I COMPARTIMENTI IN UNA CELLULA?
CHE FUNZIONE HANNO?
COME E’ FATTO UN COMPARTIMENTO? COME SI FORMA?
COME SI DETERMINA LA SUA COMPOSIZIONE MOLECOLARE? E
LA SUA MORFOLOGIA? E LA SUA ABBONDANZA?
COME SI SONO GENERATI NELL’EVOLUZIONE? PERCHE’?
Il mio studio si trova al:
2° piano - Torre Biologica
e-mail è: [email protected]
Skype: lnitsch
Il N° di telefono è: 081-746-3621
TUTTE LE CELLULE HANNO UN NUMERO LIMITATO DI ORGANELLI/
COMPARTIMENTI
La realtà….
ENDOSOMA
CITOSOL
LISOSOMA
APP. DI GOLGI
PEROSSISOMA
MITOCONDRIO
RETICOLO
ENDOPLASMATICO
NUCLEO
MEMBRANA
15 µm
CIASCUN COMPARTIMENTO INTRACELLULARE HA LA SUA
FUNZIONE E LA SUA ESTENSIONE
COMPARTIMENTO
FUNZIONE
Nucleo
nucleolo
sede del DNA
biogenesi ribosomi
Citoplasma
citosol
mitocondri
reticolo rugoso
reticolo liscio +
apparato di Golgi
lisosomi
perossisomi
endosomi +
altre vescicole
metabolismo
conversioni di energia
sintesi proteine secretorie
detossificazione
modificazione proteine
idrolisi enzimatiche
reazioni ossidative
traffico
* Solo la membrana interna dell’involucro nucleare
**Membrana plasmatica
VOLUME SUPERFICIE
%
%
6
0,2*
<1
94
54
22
9
6
1
1
2**
39
35
16
6,5
0,4
0,4
1
0,5
REM - EPATOCITA<
VOLUME E NUMERO DEI COMPARTIMENTI IN CELLULE EUCARIOTICHE
L’ESTENSIONE DELLE SUPERFICI DELLE MEMBRANE VARIA IN
DIFFERENTI CELLULE EUCARIOTICHE
Tipo di membrana
Plasmatica
ER rugoso
ER liscio
Golgi
Mitocondri - esterna
Mitocondri – interna
Nucleo (solo interna)
Vescicole secretorie
Lisosomi
Perossisomi
Endosomi
Epatocita
%
2
35
16
7
7
32
0,2
N.D.
0,4
0,4
0,4
Pancreas esocrino
%
5
60
0,5 - 1
10
4
17
0,7
3
N.D.
N.D.
N.D.
DI COSA E’ FATTO CIASCUN ORGANELLO?
MEMBRANA
BILAYER LIPIDICO + PROTEINE
CONTENUTO
PROTEINE ED ALTRE MOLECOLE
COME VIENE ‘ASSEMBLATO’ CIASCUN ORGANELLO?
LE MOLECOLE CHE LO COMPONGONO DEVONO ESSERE
TRASPORTATE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI
DESTINAZIONE!
TRAFFICO DI PROTEINE
(E DI LIPIDI!!)
COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE
DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE?
LA SINTESI PROTEICA NEGLI EUCARIOTI
HA INIZIO SEMPRE NEL CITOSOL
SEGNALI DI SMISTAMENTO
CHE COSA E’ UN SEGNALE?
COME E’ FATTO UN SEGNALE?
COME FUNZIONA? COME SI FORMA?
COME VIENE RICONOSCIUTO?
DNA
mRNA
PROTEINE
1.
2.
3.
4.
mRNA
SEQUENZE DI AMMINOACIDI
MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI
STRUTTURE SECONDARIE
PATCHES
I SEGNALI POSSONO ESSERE SEQUENZE O STRUTTURE
Sequenze segnale:
PROTEINA NON RIPIEGATA
PROTEINA RIPIEGATA
Lunghezza e sequenza possono variare
PEPTIDE
SEGNALE
PATCH
rem - destinazioni
Sequenza consenso
COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE
DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE?
I MECCANISMI DI
TRASPORTO DI
PROTEINE NEGLI
ORGANELLI SONO 3
TRASPORTO
ATTRAVERSO
IL PORO
MECCANISMI DI TRASPORTO
DIFFUSIONE - TRASPORTO REGOLATO
TRASPORTO
ATTRAVERSO
MEMBRANE
ATTRAVERSAMENTO DI MEMBRANE
TRASPORTO VESCICOLARE
TRASPORTO
VESCICOLARE
LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE IN DUE MODI DIVERSI
PROTEINE SONO TRASFERITE DA UN COMPARTIMENTO AD UN
ALTRO MEDIANTE TRASPORTO VESCICOLARE
TRASLOCAZIONE
compartimento
accettore
fissione
POST-TRADUZIONALE
dopo la sintesi
CO-TRADUZIONALE
durante la sintesi
compartimento
donatore
fusione
TRA ALCUNI COMPARTIMENTI VI E’ INTERCONNESSIONE
DINAMICA
Schema generale per la
comunicazione fra compartimenti:
gemmazione, fissione, indirizzamento,
fusione
1.
CITOSOL
MATRICE NUCLEARE
MITOCONDRI (CLOROPLASTI)
PEROSSISOMI
2.
RER/INVOLUCRO NUCLEARE
GOLGI
LISOSOMI
MEMBRANA PLASMATICA
L’INTERNO DI ALCUNI ORGANELLI E’ TOPOLOGICAMENTE
EQUIVALENTE ALL’ESTERNO DELLA CELLULA
LISOSOMA
RER
INVOLUCRO
NUCLEARE
APPARATO
DI GOLGI
LE SEQUENZE SEGNALE POSSONO ESSERE STUDIATE
MEDIANTE DNA RICOMBINANTE E MUTAGENESI
VESCICOLA
LE PROTEINE DEL “MACCHINARIO DI LOCALIZZAZIONE”
SI POSSONO INDIVIDUARE MEDIANTE APPROCCIO GENETICO
LA CELLULA PROCARIOTICA E’ PRIVA DI COMPARTIMENTI
DNA E RIBOSOMI SONO LEGATI ALLA MEMBRANA
COME SI SONO FORMATI
GLI ORGANELLI DEGLI
EUCARIOTI DURANTE
L’EVOLUZIONE?
PERCHE?
MECCANISMI DI TIPO ENDOCITICO SONO VEROSIMILMENTE
ALL’ORIGINE DELLE MEMBRANE DEL RER E DEL NUCLEO
I MITOCONDRI HANNO AVUTO PROBABILMENTE ORIGINE PER
ENDOSIMBIOSI