Nella scorsa lezione ci siamo occupati dei due organoli, i mitocondri e i cloroplasti, che trasformano l'energia. In questa vedremo l'insieme delle strutture responsabili del sostegno meccanico, della forma e del movimento delle cellule, del trasporto dei materiali nel citroplasma, comprese le varie vescicole che abbiamo già visto nelle lezioni 29 e 30, e della divisione cellulare. Andiamo a studiare il citoscheletro.
Il citoscheletro è un insieme di strutture, per la precisione una rete di fibre, ossia polimeri proteici di diversa natura, categorizzabili principalmente in tre tipologie. Microduvuli, Tubi cavi che costituiscono i filamenti più spessi del citoscheletro. Microfilamenti, filamenti bastoncellari costituiti da molecole di actina.
Filamenti intermedi, polipeptidi che costituiscono fibre stabili e resistenti. A breve... entreremo nel dettaglio di queste tre tipologie di polimeri proteici, ma prima sottolineiamo che non dobbiamo pensare al citoscheletro come a qualcosa di statico. Questo insieme di fibre dà infatti struttura e forma alla cellula, ma è anche altamente dinamico e cambia continuamente.
E allora partiamo dai microtubuli. Abbiamo detto che sono tubi cavi, cilindri costituiti da molteplici dimeri, molecole formate dall'unione di due subunità, di due proteine molto simili tra loro, l'alfa e la beta tubulina. I dimeri allungano il cilindro aggiungendosi alle due estremità di esso o vengono rimossi e riciclati per formare altri microtubuli altrove nella cellula.
L'assemblaggio dei microtubuli e il loro legame agli altri polimeri del citoscheletro è aiutato da proteine strutturali associate ai microtubuli, MAP, strutturali. Ora c'è da precisare che le due estremità dei microtubuli non sono uguali. Il cilindro ha una polarità e quindi esiste un'estremità più ed un'estremità meno.
Il concetto di polarità dei microtubuli è importante per due motivi. Prima di tutto perché l'estremità più cresce più rapidamente. Poi perché gli organoli o altri materiali possono muovere nella cellula verso l'una o l'altra estremità attraverso il legame con due diverse proteine motrici associate ai microtubuli MAP motrici. Il materiale che prende il treno della chinesina verrà trasportato in direzione dell'estremità più. Il materiale che utilizza la dineina, aiutata da un complesso proteico detto di nactina ha come destinazione l'estremità meno, in quello che viene chiamato trasporto retrogrado.
Sapete indovinare cosa fornisce l'energia per il movimento? Se avete seguito la scorsa lezione dovreste sapere qual è la moneta energetica della cellula. L'ATP esatto. Nella lezione 26 abbiamo accennato a due strutture che fanno parte del citoscheletro. I centrioli.
La vedete questa forma che fa pensare a un maccherone? Sì, lo so, ho sempre fame. Bene, questi sono i centrioli.
Essi sono costituiti da nove triplette di microtubuli disposte a formare un cilindro cavo. E per questo vengono detti anche strutture 9x3. I due centrioli sono disposti tra loro ad angolo retto.
e molto probabilmente servono ad assemblare i microtubuli. Nella maggior parte delle cellule vegetali i centrioli sono assenti, ma in queste cellule, come in quelle animali, si ha comunque un centro di organizzazione microtubulare, MTOC, importante nella divisione cellulare. Il MTOC principale delle cellule animali si chiama centrosoma e contiene...
i due centrioli di cui abbiamo appena parlato. Sono costituiti da microtubuli anche le ciglia e i flagelli, ossia le sottili strutture di locomozione delle cellule. Prima di tutto vediamo la distinzione tra ciglia e flagelli. Parliamo di ciglia quando una cellula ha molte e corte appendici.
Parliamo di flaggelli quando una cellula ha solo una o comunque poche appendici relativamente lunghe. Le ciglia ad esempio sono presenti sulla superficie di cellule di rivestimento come quelle dei dotti delle vie aeree. Un esempio di flaggello invece è la coda dello spermatozoo.
Ad ogni modo, sia che parliamo di ciglia, sia che parliamo di flagelli, questi sono costituiti da nove paia di microtubuli che formano una circonferenza e da un paio di microtubuli al centro, disposizione 9 più 2. Ciglia e flagelli sono ancorati alle cellule attraverso la loro struttura organizzatrice, il corpo basale. Esso è costituito da una struttura 9x3 simile a quella di cui abbiamo parlato poco fa per i centrioli. Passiamo ora ai microfilamenti.
Abbiamo detto che sono filamenti bastoncellari di actina. I microfilamenti sono fibre flessibili e solide. costituiti da due polimeri intrecciati l'uno sull'altro della proteina globulare actina. Dove avete già sentito la parola actina?
Beh, se avete studiato la contrazione muscolare, proprio lì. E l'avrete sentita insieme alla parola miosina, un altro filamento proteico. Filamenti di actina e filamenti di miosina interagiscono nella contrazione muscolare.
in vari movimenti cellulari, ma anche nella divisione cellulare negli animali. Come lo fanno? Centrano di nuovo le molecole di ATP.
Queste sono legate alla miosina. Quando vengono idrolizzate ad ADP, forniscono a questo polimero l'energia necessaria per legarsi all'actina e determinare lo scivolamento del microfilamento. Moltiplicando questo meccanismo per migliaia di filamenti, contemporaneamente si ha la macroscopica contrazione muscolare.
Un altro esempio è dato dalla rete di microfilamenti chiamata cortex cellulare, che presente in molte cellule subito dentro la membrana plasmatica, determina la forma cellulare. I filamenti di actina poi sono coinvolti anche nella formazione degli pseudopodi, i falsi piedi con cui camminano le amebbe, ossia proiezioni della membrana plasmatica piene di citoplasma. Chiudiamo con i filamenti intermedi, polipeptidi che costituiscono stabili e resistenti fibre. I filamenti intermedi non sono presenti in tutte le cellule eucariotiche, ma solo... in alcuni gruppi di animali, tra cui i vertebrati di cui facciamo parte anche noi esseri umani.
Un esempio di filamento intermedio è dato dalle cheratine che si trovano nelle cellule dei della pelle, dei vertebrati appunto. I filamenti intermedi sono molto più numerosi nelle parti delle cellule che subiscono stress meccanici, perché forniscono per l'appunto supporto meccanico e permettono che in quelle zone la cellula non si deformi troppo. I filamenti intermedi sono costituiti da un insieme di protofilamenti, ed ognuno di questi è costituito da subunità proteiche avvolte tra di loro a elica. Bene, abbiamo viaggiato nel dinamico citoscheletro. Quali strutture interne alla cellula ci rimangono da studiare?
Solo il vacuolo, il grande sacco membranoso presente esclusivamente nelle cellule vegetali. Ne parleremo insieme alla parete cellulare, anch'essa caratteristica delle cellule vegetali, nella prossima lezione. Like al video, iscrizione al canale e campanella attiva allora per continuare a seguire il corso, per restare connessi con me e con la biologia. Alla prossima e buono studio!