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Apparato di Golgi
Aspetto dell’apparato di Golgi • Dischi piatti (cisterne) impilate con una polarità. • Microvescicole • Macrovescicole • Tre regioni: – Cis – Mediale – Trans
Funzioni dell’Apparato di Golgi Stazione di transito per modificare e indirizzare molte macromolecole della cellula – Ulteriori modificazioni post-traduzionali delle proteine (Es. Glicosilazione, Solfatazione, Ponti disolfuro) • Alcune determinano la localizzazione finale delle proteine
– Sintesi di glicolipidi e altri lipidi complessi (sfingomielina) • Prodotti di transito destinati a varie membrane della cellula
– Sintesi e assemblaggio dei Proteoglicani dell’ECM • Ricchi di ponti disolfuro (regolano la loro stabilità)
Modificazioni post-traduzionali Solfatazione
Ponti disolfuro
Regioni del Golgi Cis- Golgi – Faccia di ingresso, rivolta verso RER – Riceve le vescicole di trasferimento dal RER • Se le proteine hanno un segnale di ritenzione nel RE, vengono rimandate indietro
– Elaborazione della N-glicosilazione delle proteine, inizio della O-glicosilazione delle proteine – Fosforilazione degli oligosaccaridi sulle proteine destinate ai lisosomi (Mannosio- 6- fosfato)
Regioni del Golgi • Golgi Mediale
– Regione in cui continua la modificazione delle catene saccaridiche delle glicoproteine
Trans Golgi network
(TGN)
– Modificazioni finali delle catene saccaridiche – Impacchettamento, condensazione e riserva – La principale regione di “smistamento” della cellula – Faccia d’uscita
Regioni del Golgi
Cis
Mediale
Trans
Trasporto vescicolare •Vescicole rivestite COPII dal RER al Golgi •Vescicole rivestite COPI dal Golgi al RER o dal Trans-Golgi al Cis-Golgi •Vescicole rivestite da Clatrina , dal Trans-Golgi altri distretti
Smistamento delle glicoproteine Destino delle proteine che lasciano il Golgi: • Membrana Plasmatica • Granuli di secrezione • Lisosomi
Glicosilazione nel Golgi: - Nuova glicosilazione (O-glicosilazione, a carico di Serine o Treonine) - Modificazione delle N-glicosilazioni avvenute nell’ER
Tre tipi di N-glicosilazioni sono prodotte nel Golgi: -
complesse (proteine secrete o di membrana)
- alto contenuto di mannosio (proteine destinate al lisosoma) - ibride
N-glicosilazioni finali sono prodotte attraverso una serie di passaggi che avvengono nei diversi compartimenti del Golgi Due possibilità I: - Rimozioni altri mannosi - Aggiunta NAG - Aggiunta Galattosio - Aggiunta acido sialico II: Fosforilazione dei mannosi
La presenza di un mannosio fosforilato determina lo smistamento delle proteine al lisosoma
Glicoproteine destinate ai lisosomi
Glicosilazione nel RE e nel Golgi
Orientamento di glicoproteine di membrana
Gruppi sanguigni
Sintesi di alcuni lipidi nel Golgi
Apparato di Golgi nelle cellule • Difficilmente colorabile con Ematossilina ed Eosina – I lipidi e carboidrati non si colorano
• Molto abbondante nelle cellule secretorie
Plasma cellule • Forma attiva dei linfociti-B • Sintetizzano e secernono gli anticorpi
Cellule Caliciformi dell’intestino • Muco – Glicoproteine assemblate ed impacchettate nel Golgi – Rivestimento protettivo
Cellule Acinari del Pancreas
Acrosoma degli spermatozoi • L'acrosoma trae origine da una grossa cisterna dell'apparato del golgi ricca di enzimi litici che successivamente va ad incappucciare il nucleo cellulare • Serve a perforare la membrana dell’oocita
Lisosomi
Sistema Digerente della Cellula • Digerisce – Materiali ingeriti – Componenti cellulari “invecchiati”
• Degrada tutti i tipi di macromolecole – Proteine – Acidi nucleici – Carboidrati – Lipidi
Enzimi Lisosomiali • Circa 50 diversi enzimi • Idrolasi acide – Attive a pH 5.0 (all’interno del lisosoma) – Inattive se rilasciate nel citosol (pH 7.2)
Enzimi Lisosomiali • Il pH acido dei lisosomi è mantenuto da una pompa protonica presente nella membrana lisosomiale – Richiede ATP
Anatomia di un Lisosoma
Le sostanze raggiungono i lisosomi attraverso quattro diverse vie • Pinocitosi generalizzata – Cellula “beve” < 150 nm
• Endocitosi Mediata da Recettore • Fagocitosi – Cellula “mangia” > 250 nm
• Autofagia – Cellula “mangia se stessa” organelli invecchiati o non più funzionali – Meccanismo importante nell’omeostasi cellulare e nella sopravvivenza agli stress
RER
Vescicola di trasporto Apparato di Golgi Endosomi Precoci Fagocitosi Pinocitosi Endocitosi mediata da Recettore
Lisosoma primario
Endosomi Tardivi
Lisosoma Secondario
Autofagosoma (veicola materiale interno alla cellula)
ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE Il risultato dell’endocitosi è un ENDOSOMA PRECOCE, una vescicola contenente il materiale endocitato L’ endosoma precoce diventa un ENDOSOMA TARDIVO il cui contenuto è acidificato per la azione di pompe protoniche L’endosoma tardivo si unisce con VESCICOLE IDROLASICHE, contenenti enzimi digestivi (IDROLASI ACIDE) che provengono dal Golgi. Il risultato, quando completamente acidificato, è un LISOSOMA
• Lisosomi Primari – Gemmano dal trans-Golgi
• Lisosomi Secondari – Lisosomi primari si fondono con un endosoma o fagosoma – Più elettrondensi al ME
Cellule con molti lisosomi • Tutte le cellule posseggono i lisosomi • Pochi tipi cellulari sono caratterizzati da abbondanza di lisosomi
• Macrofagi • Cellule Presentanti
l’Antigene (Cellule Dendritiche)
• Fagociti professionali degradano i rifiuti e le cellule che invadono il tessuto connettivo • Originano da un
Monocita
Neutrofili • Fagociti professionali • I primi ad arrivare sul sito d’infezione • Componente principale del Pus
Malattie da accumulo lisosomiale • Difetti negli enzimi idrolitici del lisosoma • Circa cinquanta diverse malattie (frequenza 1:7000, aspettativa di vita media 15 anni) • Malattia di Gaucher: difetto degradazione sfingolipidi • Sindrome di Hurler e Sindrome di Hunter: difetto degradazione dei glicosaminoglicani • Malattia di Pompe: difetto degradazione del glicogeno
Lisosomi Secretori
Lisosomi Secretori e linfociti NK
Osteoclasti • Digeriscono osso • Cellule giganti derivanti dalla fusione tra monociti e macrofagi • Colorazione E&E dovuta al contenuto acido dei lisosomi
