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Prezi

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by

francesca cataldi

on 3 February 2014

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Transcript of Prezi

CITOSOL e PROTEASOMA
Definizione e composizione del citosol: cenni su organuli, molecole e macromolecole
Meccanismi di trasduzione del segnale
Comunicazione tra citosol e organelli
Definizione e composizione del proteasoma
Lisosoma vs proteasoma
Sistemi di proteolisi e apoptosi

Corso di Laurea in Odontoiatria e Protesi Dentaria

A cura di:
Belcuore Andrea
Campanella Alessio
Cataldi Francesca
Di Carlo Beatrice

DA COSA E' COMPOSTO
IL CITOSOL
o
IALOPLASMA
Soluzione acquosa concentrata del citoplasma.

Contiene grandi quantità di molecole di
piccole e grandi dimensioni.

Occupa circa il 54% del volume
della cellula.
CHE COS'E'
75%
DI
ACQUA
5-10%
POLISACCARIDI
e
ACIDI NUCLEICI
15-20%
di
PROTEINE
COSA TROVIAMO NEL CITOSOL
Citoscheletro
Inclusioni citoplasmatiche
Enzimi
Proteine
Glucidi
Acidi grassi
Organuli circondati
da membrana
per la
specializzazione
funzionale
Strutture piccole e prive di membrana
Glicogeno
Gocce lipidiche
Granuli di secrezione
Pigmenti
Microfilamenti
di actina
Filamenti intermedi
Microtubuli
Le funzioni principali del citoscheletro sono:
supporto dinamico e strutturale alla cellula
determinazione della posizione degli organelli citoplasmatici
determinazione della forma della cellula
presidio del movimento cellulare
formazione del fuso mitotico, necessario per la divisione cellulare
smistamento di vescicole, organelli e molecole lungo specifiche piste
Tutte queste macromolecole
interagendo tra loro
conferiscono viscosità
al sistema per cui si passa
da una condizione liquida
a una gelatinosa.
MODALITA' DI DIFFUSIONE
NEL CITOSOL
(Simile ad una soluzione acquosa)
Molecole e
proteine di piccole
dimensioni
Particelle di grandi
dimensioni
Diffusione a velocità
prossima a quella
dell'acqua pura
Diffusione lenta a
causa degli alti pesi
molecolari
TRASFORMAZIONI SOL-GEL
Sono cambiamenti della viscosità della matrice
citoplasmatica.
MATRICE
Molto viscosa: PLASMAGEL
Meno viscosa: PLASMASOL
Le trasformazioni sol-gel
possono essere determinate da
variazioni dei legami tra
le catene macromolecolari, dalla rottura
e formazione di questi legami o da
cambiamenti della lunghezza,
dello stato di aggregazione
e di spiralizzazione delle
catene.
I motivi principali per i quali
il citosol può cambiare il
suo stato fisico sono le modificazioni
delle condizioni ambientali e
delle diverse fasi di attività della cellula,
che inducono così il passaggio
dallo stato di gel allo
stato di sol e viceversa.
REAZIONI CHE AVVENGONO
NEL CITOSOL
Glicolisi e
fermentazione
importanti per
il guadagno di
energia
Sintesi
di composti essenziali
tra cui glucidi, acidi grassi, amminoacidi e proteine, per la costruzione di
macromolecole
biologiche
RIBOSOMI
associati al RE
se le proteine
sono poi secrete
dalla cellula
liberi nel citoplasma

se le proteine
sono poi
immagazzinate
nella cellula
In campo istologico l'eosina, colorante acidofilo, ha affinità per le molecole cariche positivamente, come le proteine di cui è costituito il citosol, conferendo loro una colorazione rossastra
NEUROTRASMETTITORI
I neurotrasmettitori sono contenuti in vescicole che vengono veicolate dal citoscheletro attraverso il citosol.

MECCANISMI DI TRASDUZIONE
DEL SEGNALE
Conversione del
segnale extracellulare
prodotto dalla sostanza endogena in
segnale intracellulare
mediante l'attivazione di un
effettore.
LA TRASDUZIONE AVVIENE TRAMITE
RECETTORI
(proteine di membrana)
LIGANDO
(molecola che si lega al recettore)
CASCATA DI TRASDUZIONE DEL SEGNALE
DIFFUSIONE DEL SEGNALE ALL'INTERNO DELLA CELLULA TRAMITE
SECONDI MESSAGGERI
Idrofilici
Idrofobici
(cAMP, cGMP, IP3)
(diaciglicerolo,
fosfatidilinositolo)
Diffondono nel CITOSOL
Si inseriscono all'interno
della MEMBRANA PLASMATICA
ESEMPIO: SEROTONINA (5-HT)
E' un neurotrasmettitore sintetizzato dal SNC e coinvolto nella regolazione dell'umore
Si trova in alte concentrazioni in:

Parete intestinale

Sangue

Sistema Nervoso Centrale
I
recettori per la serotonina
sono 7, in particolare il recettore
5-HT2
, segue la via di trasduzione di
IP3
.
SECONDI MESSAGGERI
SEGNALI ALL'INTERNO
DELLA CELLULA
CASCATA DI SEGNALAZIONE
Gli
ioni calcio
svolgono
importanti funzioni in diversi processi cellulari come:
TERMINAZIONE DEL SEGNALE
Il recettore e i componenti della via di trasduzione vengono inattivati, in modo da essere pronti a rispondere a nuovi segnali.
Disassemblaggio dei microtubuli

Contrazione muscolare

Coagulazione del sangue

Attivazione di alcune cellule del sistema immunitario
I
L
P
R
O
T
E
A
S
O
M
A
CHE COS'E'
Complesso multiproteico costituito da:
ATPasi
Proteasi
Un sito di legame per l'ubiquitina
COM'E' STRUTTURATO
dischi proteici sovrapposti. Ogni disco è composto da subunità.
A COSA SERVE
Serve a degradare le proteine mal ripiegate
e difettose che costituiscono circa il 30%
delle proteine neosintetizzate della cellula, e contribuisce allo svolgimento di diversi
processi cellulari. Il proteasoma agisce
mediante il processo di
Negli
eucarioti
sono differenti ma analoghe
Nei
procarioti
sono identiche
2 Subunità periferiche tipo beta
2 Subunità
periferiche
tipo alfa
Anello periferico
PROTEOLISI
ESISTONO 3 TIPI DI PROTEOLISI
ATP ubiquitina dipendente
Calcio dipendente
Apoptosi correlata (
CASPASI
)
COME AGISCE IL PROTEASOMA?
E' UN PROCESSO DI DEGRADAZIONE SPECIFICO.
PER QUESTO DEVE:
"Taggare" i bersagli UBIQUITINA

Legarsi, tramite gli anelli periferici, dotati di siti di legame specifici per l'ubiquitina alla proteina da degradare può iniziare la proteolisi
Nel 2004 gli scienziati Aaron
Ciechanover, Avram Hershko e
Irwin Rose sono stati insigniti del Premio Nobel per
la chimica per le loro fondamentali scoperte
riguardanti i processi cellulari
proteolitici mediati dalla
proteina ubiquitina.
MECCANISMI D'AZIONE DEL PROTEASOMA
E1
ATTIVA L'UBIQUITINA
E3
SI LEGA ALLA PROTEINA
DA DEGRADARE E A E2
E2
PRENDE L'UBIQUITINA
ATTIVATA DA E1 E LA
TRASFERISCE ALLA
PROTEINA DA DEGRADARE
LA CATENA DI UBIQUITINA
SI LEGA ALLA SUBUNITA'
ALFA DEL PROTEASOMA
CATENE AMMINOACIDICHE

PENETRANO NEL NUCLEO
CENTRALE E TRAMITE IDROLISI
DI ATP
VENGONO DEGRADATE
L'
UBIQUITINA
VIENE
RIMOSSA
PER
ETICHETTARE ALTRE PROTEINE
DA DEGRADARE
LISOSOMI
vs
PROTEASOMI
Sono organelli, circondati da
membrana monostratificata,
contenenti idrolasi acide.
DEGRADAZIONE
ENZIMATICA
DEGRADAZIONE
PROTEICA
SMALTIMENTO
MACROMOLECOLE
SMALTIMENTO
PEPTIDI
MODALITA' DI
AZIONE POCO
SPECIFICA
MODALITA' DI
AZIONE SPECIFICA,
QUINDI SELETTIVA
ESPELLONO
SINGOLI
AMMINOACIDI
ESPELLONO CATENE DI PEPTIDI COMPOSTE DA 6/10 AMMINOACIDI
ESEMPIO DI AZIONE DEL
PROTEASOMA: NFKB
Proteasoma
Degradazione
IKB
Attivazione NFKB
Cancro, infiammazioni, anti
apoptosi
PER QUESTO MOTIVO GLI
INIBITORI
DEL PROTEASOMA
(es. PS-3H)
SONO RITENUTI UN VALIDO
STRUMENTO PER LA
TERAPIA CONTRO
IL CANCRO
NFKB
è
un attivatore di geni
antiapoptotici. Risiede
nel citosol ed è complessato a IKB, un inibitore che lo blocca
APOPTOSI
E' la morte cellulare programmata, con consumo di ATP e coinvolgimento di
CASPASI
Porta ad un vantaggio nel ciclo vitale
MA
LE CASPASI SONO ENZIMI PROTEOLITICI ENDOCELLULARI.
AGISCONO TAGLIANDO LE PROTEINE ALL'ALTEZZA DI
UN RESIDUO DI ACIDO ASPARTICO.
C ASP ASI
Cisteina nel centro
reattivo
Come tutti gli
enzimi litici
Acido aspartico
Ci sono 2 tipi di caspasi:
Iniziatrici
(2,8,9,10)
Effettrici
(3,6,7)
QUANDO INTERVIENE L'APOPTOSI?
In risposta allo stress o ai danni
al DNA
Nell' omeostasi cellulare
Nei processi di sviluppo tissutale
FASI DELL'APOPTOSI
La cellula diventa sferica e perde
contatto con le cellule adiacenti
La cromatina viene degradata e condensata
Inizia la degradazione della membrana nucleare ad opera delle caspasi specializzate
Il nucleo si rompe e il DNA si frammenta
La cellula si divide in vescicole chiamate
corpi apoptotici
che verranno poi fagocitati
AL MICROSCOPIO SI PUO' OSSERVARE
IL PROCESSO DI APOPTOSI
ATTIVAZIONE DELLE
CASPASI
VIA INTRINSECA
(mitocondriale)
Rilascio di
citocromo c
nel citosol
VIA ESTRINSECA
Innescata da fattori di morte:
TNF
(Tumor Necrosis Factor)
Attivazione della
capasi 8
Induzione dell'apoptosi
Attivazione della
caspasi 9
Induzione dell'apoptosi
GRAZIE PER
L'ATTENZIONE
DIAPEDESI
EMPERIPOLESI
un'incontrollata apoptosi
può causare

malattie neurodegenerative
(SLA, Parkinson, Alzheimer)

neoplasie
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