ESONERO DI CITOLOGIAESONERO DI CITOLOGIA11 NOVEMBRE 2011

ORE 11.00AULA T2

PRENOTAZIONI ON LINE FINO AL 6 NOVEMBRE CHI NON SI PRENOTA

NON POTRÀ SOSTENERE L’ESAME

MitocondriMitocondri

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MorfologiaMorfologia

• Organelli di forma bastoncellare– O.5 - 1 µm di spessore

– Fino a 10 µm di lunghezza

• Organizzazione differente in differenti tipi cellulari

• Network MitocondrialeNetwork Mitocondriale– Tutti in comunicazione tra loro

• Elevato numero per cellula– Epatociti circa 2000

• Membrana Membrana esternaesterna– Liscia

Doppia Membrana

Doppia Membrana

• Membrana interna Membrana interna ripiegataripiegata – Creste mitocondrialiCreste mitocondriali

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http://www.sci.sdsu.edu/TFrey/MitoMovie.htm

Giunzione delle creste28 nm

Diametro delle creste30 nm

Punti di contatto14 nm

Spazio intermembrana22 nm

Diametro punti di contatto14 nm

Dimensioni delle strutture di membrana

Dimensioni delle strutture di membrana

Variazioni morfologicheVariazioni morfologiche

• Le creste differiscono in lunghezza, forma e numero, a seconda delle richieste energetiche della cellula– Cellule normaliCellule normali

• Creste si allungano per metà della matrice

• Creste corte in corrispondenza di bassa richiesta energetica

– Cellule MuscolariCellule Muscolari• Creste attraversano tutta la matrice

• Creste impacchettate molto strette

• Numero elevato in corrispondenza di elevata richiesta energetica

“Configurazioni”“Configurazioni”

CondensateCondensateAlto livello di fosforilazione

ossidativa

OrtodossoOrtodossoBasso livello di fosforilazione

ossidativa

• Maggior parte delle creste arrangiate in ripiani

• Nelle cellule secernenti steroidi Creste TubulariCreste Tubulari

Mitocondri “Classici”Mitocondri “Classici”Creste a ripiani

Attraversano metà della matrice

Mitocondri AttiviMitocondri AttiviCreste a ripiani strettamente impilate

Attraverso tutta la matrice

Mitocondri delle Cellule Secernenti Mitocondri delle Cellule Secernenti SteroidiSteroidi

Creste tubulari o circolari

Aspetti molecolariAspetti molecolari

•Le membrane mitocondriali sono

composte principalmenteprincipalmente da

proteineproteine, lipidilipidi in misura minoreminore• Le proteine mitocondriali sono

costantemente rinnovate

• L’emivita delle proteine

mitocondriali di un’epatocita di

ratto è di circa 10 giorni

•Piccole quantità di DNA e RNA

Membrana esternaMembrana esterna

Ricca di proteine

multipasso dette

PorinePorine

Ricordano le

proteine delle

membrane

battericheTeoria del simbionteTeoria del simbionte

Permettono

passaggio di

molecole 5000-

10000 dalton

Membrana internaProteine dei complessi

respiratori

Membrana internaProteine dei complessi

respiratori

Proteine mitocondrialiProteine mitocondriali

Proteine mitocondrialiProteine mitocondriali

Funzione dei Mitocondri

Funzione dei Mitocondri

Funzione dei Mitocondri

Funzione dei Mitocondri

• Fosforilazione OssidativaFosforilazione Ossidativa– Processo attraverso il quale

l’ossidazione dei metaboliti cellulari

produce ATPproduce ATP

– Elettroni provenienti da reazioni biochimiche

– Sistema di proteine di trasporto nella membrana mitocondriale

– Necessita di ATP-sintasiATP-sintasi•Utilizza gradiente di ioni H+ per generare

ATP

Fosforilazione Ossidativa

Fosforilazione Ossidativa

Fusione e FissioneFusione e Fissione

• Network mitocondriale in continuo “movimento”– Proteine specifiche che regolano il fenomeno– Sono delle GTPasi

• FusioneFusione– Mitocondri si fondono per formare una rete

continua– Mitofusina 1 e 2, OPA1Mitofusina 1 e 2, OPA1

• Proteine della membrana mitocondriale esterna

• FissioneFissione– Mitocondri si dividono– DLP1 o Drp1DLP1 o Drp1

• Proteina citoplasmatica che viene reclutata sul mitocondrio

Fusione e FissioneFusione e Fissione

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Fusione e FissioneFusione e Fissione

Wild type Mfn1 mut Mfn2 mut

Fusione e FissioneFusione e Fissione

Fusione e FissioneFusione e Fissione

Wild type Mitofusin mutant

Mitocondri e CitoscheletroMitocondri e Citoscheletro

Mitocondri associati al citoscheletro di actina per il loro movimento

Granuli della matriceGranuli della matrice

• Accumuli di fosfati di calcio

• Aiutano a mantenere bassi i livelli di Ca2+ nel cytosol

Distribuzione dei Mitocondri

Distribuzione dei Mitocondri

• Tutte le cellule hanno mitocondri

• La maggior parte dei mitocondri localizzata nella porzione della cellula che ha maggior richiesta energetica

• Meno abbondanti in quelle cellule che lavorano in condizioni anaerobiche– Alcune cellule muscolari e del

sangue

Cellule con pochi mitocondri

Cellule con pochi mitocondri

• Fibre muscolari Fibre muscolari scheletriche tipo IIscheletriche tipo II– ““Fibre bianche”Fibre bianche”

– Contrazione rapida

– Lavorano in condizioni di anaerobiosianaerobiosi (glicolisi)

• Epitelio della pelle Epitelio della pelle (squamoso stratificato (squamoso stratificato cheratinizzato)cheratinizzato)– Specialmente le cellule

che non si dividono più

– Funzione protettiva

• Energia prodotta attraverso glicolisiglicolisi

• Ciclo dell’acido citrico meno importante

• Anaerobiosi è un vantaggio– Possono uccidere

batteri ed eliminare residui in zone scarsamente ossigenate•Tessuti infiammati o

necrotici

NeutrofiliNeutrofili

Distribuzione dei Mitocondri

Distribuzione dei Mitocondri

• Elevato numero di mitocondri si ritrova in cellule che: – Hanno macchinario per muoversi

– Sequestrano sostanze a pH basso

– Pompano una gran quantità di ioni

• Piccoli linfociti hanno pochissimi mitocondri

• Epatociti ne hanno moltissimi

EpatocitiEpatociti

• Cellule con abbondanza di tutti gli organelli

• Metabolismo molto attivo

• Detossificazione associata con produzione della bile

Muscolo CardiacoMuscolo Cardiaco

• Contrazione continua richiede molta ATP

Muscolo Scheletrico

Muscolo Scheletrico

• Elevata richiesta energetica

• Specialmente le “Fibre “Fibre Rosse”Rosse”

Cellule Parietali dello stomacoCellule Parietali dello stomaco

• Producono HCl

• Epitelio di rivestimento

• Mitocondri necessari per sequestrare HCl

Forma “uovo fritto”

Cellule cigliateCellule cigliate

• ATP necessaria per il movimento dei microtubuli delle ciglia– Muco nella

trachea

– Oocita nelle tube

Neuroni pre-sinapticiNeuroni pre-sinaptici• Vescicole contengono i

neuro-trasmettitori• Mitocondri forniscono

energia per attività sinaptica

Coda degli spermatozoiCoda degli

spermatozoi• Flagello ha la stessa

disposizione dei microtubuli delle ciglia

• Richiede ATP per il movimento

• Genoma mitocondriale materno

Tubulo contorto prossimale

Tubulo contorto prossimale

• Filtrazione renale

• Ioni Sodio diffondono passivamente attraverso la membrana

• Trasporto attivo tramite ATPasi sodio/potassio nella membrana basale

Cellule Ossifile della paratiroideCellule Ossifile della paratiroide• Paratiroidi

piccole ghiandole dietro alla tiroide

• Cellule principaliCellule principali – Secernono

paratormone– Rimpiazzate da

tessuto adiposo con l’età

• Cellule OssifileCellule Ossifile– Funzione ignota– Aumentano di

numero con l’età

Grasso BrunoGrasso Bruno

• Produzione di calore aumentata in questo tessuto– Mitocondri

hanno TermogeninaTermogenina nella membrana interna

• Energia dissipata in calore che scalda il sangue nei capillari adiacenti

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Fissazione chimica Congelamento

Corticale del SurreneCorticale del Surrene• Mitocondri convertono

colesterolo in PregnenolonePregnenolone

• Convertito in steroidi nel SER

Coni e BastoncelliConi e Bastoncelli

• La visione richiede molta energia• Sintesi proteica e conduzione energetica

Bastoncello Cono

Cono

Cellula pigmentat

a

Lipofuscina

Come si studiano i Mitocondri

Come si studiano i Mitocondri

Come si studiano i MitocondriCome si studiano i Mitocondri

Come si studiano i MitocondriCome si studiano i Mitocondri

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