UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “V.BABEŞ” TIMIŞOARA

BIOLOGIE CELULARĂ ŞI MOLECULARĂ

ORGANITE IMPLICATE ÎN MECANISMUL DE SINTEZĂ ŞI

SECREŢIE CELULARĂ

Ribozomi Reticul endoplasmic Aparat Golgi

RIBOZOMII(“granulele lui Palade”)

1. Definiţie – prezenti la PK si EK (exceptie hematii)

2. Morfologie (MO) - bazofilia citoplasmei3. Ultrastructură (ME) * aspect, dimensiuni * subunităţi (mare, mica) * forme de exitenţă în citoplasmă4. Organizare moleculară (ARNr si proteine)5. Origine - nucleol6. Funcţii

* subunităţile ribozomale

* în citoplasmă se găsesc sub trei forme a) subunităţi libere b) poliribozomi c) poliribozomi ataşaţi RE

• imagini TEM- fragment de citoplasmă dintr-o cel. EK (A) canalicule RER, (B) poliribozomi

• poliribozom liber (A – schemă, B – imagine ME)

4. Organizare moleculară

PK EK

Constanta de sedimentare

totală 70 S 80 S

subunit. mare 50 S 60 S

subunit. mică 30 S 40 S

ARN r subunit. mare 23 S + 5 S 28 S + 5 S

subunit. mică 16 S 18 S

Proteine

(nr. tipuri)% totală 40% 50%

subunit. mare 34 (L1-L34) 49

subunit. mică 21 (S1-S21) 33

5. Origine- nucleol

6. Funcţii - proteine sintetizate de diferite clase de ribozomi

Poliribozomii liberi

- p. citoplasmatice solubile - p. ataşate suprafeţei

interne a membranei celulare (actina, spectrina etc.)

- p. mitocondriale codificate de ADN nuclear

- p. peroxizomale - p. nucleare (histone,

lamine nucleare etc.)

Poliribozomii ataşaţi RE

- p. de secreţie (export) - p. ataşate suprafeţei externe

a membranei celulare (fibronectina, laminina, colagenul etc.)

- glicoproteine pentru membrane (plasmatică, nucleară, RE, Ap.Golgi)

- enzime (lizozomale, ale RE, ale Ap.Golgi)

RETICULUL ENDOPLASMATIC

1. Definiţie – prezenti in toate celulele EK, cu exceptia hematiei2. Morfologie (MO) – RER este bazofil3. Ultrastructură (ME): sistem de membrane, canalicule si cisterne4. Tipuri de membrane ale RE funcţie de ataşarea ribozomilor: RER

(ribozomi atasati) si REN (fara ribozomi)5. Compoziţie biochimică a) a membranelor b) a lumenului6. Biogeneză7. Funcţii a) generale ale RE b) specifice zonelor RER c) specifice zonelor REN 8. Implicaţii medicale

3. Ultrastructura RE

5. Compoziţie biochimică

- membrane - lipide (fosfolipide) si proteine (proteina translocator) structurale si enzime (glucozo 6 fosfataza)- lumen (amestec de diverse proteine cu diferite grade de maturarea)

6. Biogeneză

- se autoasambleaza:RER – sintetizeaza proteineleREN – sintetizeaza lipidele

7. FUNCŢIIa) Rolurile intracelulare ale RE

Suprafaţă de schimb selectiv de substanţe între citoplasmă şi lumen

Sistem circulator intracitoplasmatic Biogeneza membranelor Segregarea produşilor sintetizaţi şi

transferul lor la Ap. Golgi

b) Rolurile generale ale zonelor RER

Ataşarea şi susţinerea ribozomilor Transferul lanţurilor polipeptidice de la

nivelul ribozomilor în lumen Modificări biochimice ale lanţurilor

polipeptidice: • începerea glicozilării proteinelor,• autoasamblare /scindări proteolitice, • hidroxilarea lanţurilor polipeptidice !!! Sinteza proteinelor de export

• transferul lanţurilor polipeptidice mediat de proteina translocator

• începerea glicozilării lanţurilor polipeptidice

c) Rolurile generale ale zonelor de REN

Detoxifierea medicamentelor şi în general a substanţelor cu grad crescut de toxicitate, prin reacţii de :

- oxidare

- conjugare (ex.glicuronoconjugarea fenobarbitalului) Intervine în metabolismul lipidelor

- elongarea şi desaturarea ac.graşi

- sinteza fosfolipidelor

- biosinteza colesterolului şi a derivaţilor săi

d) Funcţii specifice ale RE în diferite tipuri celulare (ex.)

Cel.hepatice: - transformarea bilirubinei indirecte în bilirubină directă - sinteza de albumine şi proteine serice - detoxifierea medicamentelor Enterocite: absorbţia trigliceridelor şi formarea chilomicronilor Cel. musculare: - formează reticulul sarcoplasmatic (cuplarea excitaţiei cu contracţia) Cel.CSR şi gonadelor: sinteza hormonilor steroizi Melanocite: sinteza melaninei Cel. cu conuri şi bastonaşe: sinteza rodopsinei (rol în fotorecepţie) Cel. pancreasului exocrin - enzime digestive, endocrin - insulina Plasmocite: sinteza imunoglobulinelor

8. Implicaţii medicale

Administrarea à la long a unor medicamente induce proliferarea marcată a RE (dublare în câteva zile) → creşterea capacităţii de metabolizare a medicamentelor

!!! Ajustarea dozelor de medicamente administrate concomitent

Ingestia cronică de alcool accelerează metabolizarea medicamentelor pe când ingestia acută o inhibă

!!! La dozele de sedative

Contactul permanent cu anestezicele (personalul din sala de operaţie) sau contactul unic în doză crescută (persoanele operate) determină inducerea RE

Orice toxic (otravă sau medicament) determină modificări ale RE ceea ce permite dg. de intoxicaţie în medicina legală

COMPLEXUL GOLGI

1. Definiţie – prezent la EK, exceptie hematii

2. Morfologie (MO)

3. Ultrastructură (ME)

4. Organizare biochimică

5. Origine

6. Funcţii

2. Morfologie

• Descris de Camillo Golgi şi Voinov (dictiozomi sau reţea perinucleară)• Localizat perinuclear sau la polul de exocitoză, funcţie de tipul celular• MO: impregnare argentică Golgi

3. Ultrastructură

Vacuole de secreţie (macrovezicule)

Saci golgieni

Vezicule de tranziţie

(microvezicule)

• reconstituire 3D după ME a componentelor ap. Golgi

• imagini TEM: (B) zona de tranziţie dintre RE şi Ap.Golgi

(C) elementele ultrastructurale ale ap. Golgi

4. Organizare biochimică

Membranele conţin - 60% proteine - 40% lipide

ex. glicoproteine de structură

glicoziltransferaze sulfotransferaze

citocrom b5 reductază 5'-nucleotidază fosfataze

Lumenul conţine un amestec heterogen de produşi de sinteză cu grade crescute de concentrare şi maturare biochimică pe măsură ce avansează din sacii de pe faţa “cis” în cei de pe faţa “trans”

5. Origine

4. Fragmentarea sacilor maturi în vezicule de secreţie

3. Fenestrarea sacilor de pe faţa matură

2. Avansarea sacului golgian spre faţa matură

1. Fuzionarea veziculelor de tranziţie provenite prin înmugurirea RE

6. Funcţii

1. Este staţia finală a procesului de secreţie intracelulară (“ciclul secretor”), în care are loc:

a) concentrarea produşilor de secreţie (deshidratare) b) prelucrarea biochimică a produşilor de secreţie prin: - glicozilare terminală a proteinelor şi lipidelor - sulfatare, fosfatare - conversia proteinelor în proteine de secreţie (ex: proalbumină→albumină, procolagen→colagen) c) sortarea şi segregarea produşilor de secreţie d) ambalarea produşilor şi transportul la membrana plasmatică 2. Biogeneza lizozomilor3. Formarea acrozomului la spermatozoid

Reprezentarea schematică a etapelor ciclului secretor

Exocitoza

Migrarea macroveziculelor

Ambalarea

Prelucrarea biochimică

Transportul microveziculelor

Segregarea produşilor în RE

Ribozomi, reticul endoplasmic, aparat Golgi - sinteză şi secreţie celulară:

Ribozomi – sinteza holoproteine

Reticulul endoplamic rugos: RER – sinteza heteroproteine

(incepe maturarea biochimica a proteinelor)

Ribozomi, reticul endoplasmic, aparat Golgi - sinteză şi secreţie celulară:

Aparatul Golgi

1. continua si finalizeaza maturarea biochimica a proteinelor

2. segrega (separa) si asambleaza proteinele mature