CI di Biologia Molecolare e Cellulare Prof Donatella

CI di Biologia Molecolare e Cellulare Prof. Donatella Tramontano Ordinario di Biologia Applicata Ed 19 A II piano Tel. 0817463058 -4552 Orario di ricevimento mercoledì ore 14 -15

Organizzazione degli spazi Open space Tradizionale

Organizzazione degli spazi = • divisione degli spazi • separazione delle funzioni Migliore possibilità di regolazione

UNA CELLULA EUCARIOTICA E’ SUDDIVISA IN COMPARTIMENTI/ORGANELLI 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’?

TUTTE LE CELLULE HANNO UN NUMERO LIMITATO DI ORGANELLI/COMPARTIMENTI ENDOSOMA CITOSOL LISOSOMA APP. DI GOLGI PEROSSISOMA MITOCONDRIO RETICOLO ENDOPLASMATICO NUCLEO MEMBRANA 15 m

La realtà….

CIASCUN COMPARTIMENTO INTRACELLULARE HA LA SUA FUNZIONE E LA SUA DIMENSIONE 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 1 0, 5 REM - EPATOCITA<

Volume e numero compartimenti in cellule eucariote

Estensioni membrane in cellule eucariote

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!!)

LA SINTESI PROTEICA NEGLI EUCARIOTI HA INIZIO SEMPRE NEL CITOSOL DNA m. RNA PROTEINE

COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE? SEGNALI DI SMISTAMENTO CHE COSA E’ UN SEGNALE? COME E’ FATTO UN SEGNALE? COME FUNZIONA? COME SI FORMA? COME VIENE RICONOSCIUTO? 1. 2. 3. 4. SEQUENZE DI AMMINOACIDI MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI STRUTTURE SECONDARIE PATCHES

I SEGNALI POSSONO ESSERE SEQUENZE O STRUTTURE PROTEINA NON RIPIEGATA PROTEINA RIPIEGATA PEPTIDE SEGNALE PATCH rem - destinazioni

Sequenze segnale: Lunghezza e sequenza possono variare Sequenza consenso

COME AVVIENE IL TRASPORTO DELLE PROTEINE DAL SITO DI SINTESI AL SITO DI DESTINAZIONE? MECCANISMI DI TRASPORTO DIFFUSIONE - TRASPORTO REGOLATO ATTRAVERSAMENTO DI MEMBRANE TRASPORTO VESCICOLARE MACCHINARI DI TRASPORTO

TRASPORTO ATTRAVERSO IL PORO I MECCANISMI DI TRASPORTO DI PROTEINE NEGLI ORGANELLI SONO 3 TRASPORTO ATTRAVERSO MEMBRANE TRASPORTO VESCICOLARE

LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE IN DUE MODI DIVERSI TRASLOCAZIONE POST-TRADUZIONALE dopo la sintesi CO-TRADUZIONALE durante la sintesi

PROTEINE SONO TRASFERITE DA UN COMPARTIMENTO AD UN ALTRO MEDIANTE TRASPORTO VESCICOLARE compartimento accettore fissione compartimento donatore fusione

Schema generale per la comunicazione fra compartimenti: gemmazione, fissione, indirizzamento, fusione

TRA ALCUNI COMPARTIMENTI VI E’ INTERCONNESSIONE DINAMICA 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 VESCICOLA

Studio delle sequenze segnale: DNA ricombinante e mutagenesi

Approccio genetico per individuare proteine del “macchinario di localizzazione”

COME SI SONO FORMATI GLI ORGANELLI DEGLI EUCARIOTI DURANTE L’EVOLUZIONE? PERCHE?

Cellula procariote

MECCANISMI DI TIPO ENDOCITICO SONO VEROSIMILMENTE ALL’ORIGINE DELLE MEMBRANE DEL RER E DEL NUCLEO

I MITOCONDRI HANNO AVUTO PROBABILMENTE ORIGINE PER ENDOSIMBIOSI