Organuli e compartimenti

I ribosomi:

 Sono organuli cellulari privi di membrana, presenti anche nei procarioti, dove però sono più piccoli e diversi in composizione. Per distinguere i due tipi di ribosomi si fa spesso riferimento al coefficiente di sedimentazione che indica la velocità di sedimentazione di un corpo. I ribosomi degli eucarioti hanno un coefficiente di sedimentazione di 80 S (Svedberg=unità di misura). I ribosomi dei procarioti hanno un coefficiente di sedimentazione di 70 S. Il coefficiente di sedimentazione è un parametro empirico che dipende da vari fattori come la a forma, la concentrazione, la composizione di un corpo.

I ribosomi sono formati da due subunità, una maggiore ed una minore, rispettivamente di 50 e 30 S per i procarioti e 60 e 40 S per gli eucarioti.

Solo una volta che le due subunità sono associate possono svolgere la loro funzione che è quella di essere sede della traduzione dell'RNA messaggero. Ecco perché spesso,nel corso dell'anno, li abbiamo definiti come "L'officina" in cui si compie  la sintesi delle proteine.

Per comprendere meglio il ruolo dei ribosomi rivediamo un filmato che riassume la trascrizione dell'mRNA e sintesi proteica.

I ribosomi, nella cellula eucariotica, si possono trovare liberi nel citoplasma o associati al reticolo endoplasmatico che in questo caso viene detto rugoso.

Reticolo endoplasmatico

E' un sistema di membrane che forma cisterne, cioè sacchi appiattiti, e tubuli. Può essere liscio, se privo di ribosomi, o rugoso. In quest'ultimo caso appare granulare al microscopio elettronico per la presenza di ribosomi.

Reticolo endoplasmatico liscio

Forma la parte del reticolo più lontana dal nucleo ed in genere è poco esteso. 

Eterocromatina: regioni strettamente avvolte ed inattive. Eucromatina  regioni che  possono essere trascritte.

Le funzioni principali sono le seguenti:

1) è sede di sintesi di lipidi come il colesterolo, ormoni steroidei, trigliceridi,     fosfolipidi. Sarà quindi più sviluppato nelle cellule epatiche ed adipose.

2) è sede di neutralizzazione di sostanze tossiche come l'alcool o farmaci. Anche questa funzione spiega il suo sviluppo  nelle cellule epatiche.

3) E' sede del metabolismo del glicogeno, molecola che negli animali troviamo nel fegato, nei muscoli, nella mucosa vaginale delle donne in età  fertile.

4) immagazzina ioni Ca²⁺, specie nelle cellule muscolari dove è molto sviluppato e prende il nome di reticolo sarcoplasmatico.

Reticolo endoplasmatico rugoso

Funzione principale:

E' sede di sintesi e modificazione di proteine. La sintesi delle proteine inizierebbe sempre nel citosol su ribosomi liberi. Se però è presente una sequenza N-Terminale specifica, formata da aminoacidi idrofobi, detta sequenza leader,  questa si attacca al reticolo endoplasmatico e vi penetra. Nel lume del reticolo la catena polipeptidica viene ripiegata, ossidata, coniugata a zuccheri e convogliata verso l'apparato di Golgi.

Apparato di Golgi

Il suo nome deriva dal medico italiano Camillo Golgi che lo scoprì alla fine del 1800, quindi decenni prima dell'invenzione del microscopio elettronico. 

L'apparato è formato da diverse cisterne sovrapposte (dittiosomi) ed è circondato da vescicole.

E' l'organo di smistamento cellulare nel senso che modifica le vescicole che arrivano dal reticolo endoplasmatico. In base alla modifica apportata le vescicole avranno poi un destino diverso nel senso che potranno ad esempio essere indirizzate ad un altro organulo o potranno fondersi con la membrana plasmatica per riversare il loro contenuto all'esterno della cellula.

L'apparato di Golgi è dotato di polarità: una faccia cis, associata alla porzione liscia del reticolo endoplasmatico ed una faccia trans rivolta verso la membrana plasmatica alla quale sono associate le vescicole di secrezione.

Nelle cellule più attive possiamo trovare più apparati.

Possono essere numerosi nelle cellule vegetali perché l'apparato è coinvolto nella sintesi dei polisaccaridi della parete cellulare.

Lisosomi

Derivano dall'apparato di Golgi.

Contengono enzimi digestivi (anche 50 tipi diversi).

Ciò che viene digerito può provenire:

1) dall'interno della cellula come gli organuli danneggiati

2) dall'esterno della cellula, introdotto per endocitosi. 

In questo caso si può trattare di batteri fagocitati (nel caso dei macrofagi), di particelle di cibo (nel caso dei  protisti), di molecole come il colesterolo che potrà essere utilizzato dalla cellula.

Le molecole semplici ottenute dalla digestione possono essere:

1) riciclate finendo nel citosol per essere riutilizzate

2) espulse all'esterno

3) trattenute. Viene trattenuto ciò che non può essere digerito

Cosa succede se i lisosomi si rompono? La cellula si autodigerisce.

Come mai ciò di norma non avviene?

Sembra che, come nello stomaco, vi sia un rivestimento di carboidrati che protegge l'interno dei lisosomi.

Non c'è neppure il rischio che gli enzimi digeriscano altre parti della cellula prima del loro arrivo nell'organulo  perché vengono attivati dal pH acido del lisosoma stesso.

I mitocondri

Ne abbiamo già parlato  nella teoria dell'endosimbiosi.

Completiamo il discorso. Sono formati da una doppia membrana:

Quella esterna è liscia.

Quella interna forma numerose creste perpendicolari all'asse maggiore.

Si vuole così realizzare un aumento di superficie.

E' qui che si compiono le reazioni della catena respiratoria che portano alla sintesi di ATP.

Tra le due membrane esiste uno spazio intermembrana.

All'interno abbiamo la cosiddetta matrice dove si trova il DNA mitocondriale. Nella matrice si trova il DNA mitocondriale. 

Hanno  tutto il necessario per la sintesi delle proteine anche se le proteine prodotte sono relativamente poche visto che, più dei cloroplasti, dipendono dal nucleo.Sempre nella matrice sono presenti gli enzimi per le prime fasi della respirazione. Le reazioni di queste prime fasi prendono il nome di ciclo di Krebs.

Funzione: produzione di energia mediante la respirazione cellulare.