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Il citoscheletro: struttura e funzioni (dispensa completa per il TOLC-MED)

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Indice dell'articolo

Nell’articolo di oggi approfondiamo il Citoscheletro e vediamo tutto ciò che c’è da sapere per il TOLC-MED, come promesso nella scorsa dispensa sulla Cellula (che se non hai ancora studiato ti consigliamo di recuperare: è quanto di più completo puoi trovare per la preparazione al tolc med, ed è gratis).

La cellula per il tolc med: leggi la dispensa qui. 

Se invece hai già studiaro la cellula o cerchi semplicemente un approfondimento su questo argomento o una dispensa chiarificatrice da affiancare al tuo libro, eccoci!

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Senza perdere altro tempo, partiamo!

differenti-strutture citoscheletriche microtubuli microfilamenti e filamenti intermedi

 

Il citoscheletro è una rete di tubuli e di filamenti interconnessi, che si estendono dal nucleo fino alla membrana plasmatica delle cellule che svolge numerose funzioni:

  • fornisce struttura e forma alla cellula;
  • mantiene gli organelli in posizione;
  • permette il moviemnto  degli organulelli all’interno della cellula;
  • è indispensabile per l’adesione tra cellule (giunzioni cellulari) e per le interazioni tra cellula e matrice extracellulare;
  • fa parte di alcune strutture cellulari mobili (ciglia e flagelli) ed è coinvolto nel movimento di alcune cellule (movimento ameboide)
  • Prende parte alla divisione cellulare
 

È una struttura molto dinamica, che va incontro a continue riorganizzazioni in relazione alle esigenze della cellula e alle fasi del ciclo cellulare.

È formato da tre tipi di filamenti, che sono microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli che hanno, rispettivamente, funzioni e strutture diverse.

Microtubuli: cosa sono e funzioni

I microtubuli sono i filamenti più grandi tra i tre (25 nm di diametro), hanno la forma di strutture cilindriche cave e sono costituiti da tubulina.

Sono formati da un polimero di dimeri alfa-beta di tubulina, con l’estremità amino-terminale di un dimero che si lega all’estremità carbossi-terminale di un altro.il centrosoma, citoscheletro

I microtubuli sono coinvolti nella formazione di vari organi cellulari, come il fuso mitotico, che assicura la corretta ripartizione e la migrazione dei cromosomi al momento della divisione cellulare, ma formano anche l’impalcatura di ciglia e flagelli. Partecipano inoltre al trasporto intracellulare, sia trascinando che spingendo le strutture cellulari, ma per farlo consumano ATP.

I microtubuli vengono organizzati all’interno dei centrosomi, struttura che contiene e a sua volta i centrioli.

Microfilamenti: cosa sono e funzioni

I microfilamenti sono gli elementi citoscheletrici più abbondanti. Sono polimeri unidimensionali (macromolecole lineari), di lunghezza compresa tra 50 e 10.000 nanometri e di diametro 7-9 nanometri.

 La loro struttura è caratterizzata da due filamenti avvolti l’uno all’altro costituiti da polimeri di actina.

I filamenti di actina contribuiscono soprattutto al mantenimento e alle modificazioni di forma delle cellule, limitano la diffusione degli organuli cellulari e, interagendo con altre proteine come la miosina, trasmettono il movimento da un punto all’altro della cellula (ad esempio, nei movimenti ameboidi o in tessuti specializzati come il muscolo). I microfilamenti costituiscono infine il supporto dei microvilli che si osservano in cellule specializzate nell’assorbimento (come le cellule della mucosa intestinale o dei tubuli renali).

CONSIGLIO DA NINJA: la cosa importante da tenere a mente dei microfilamenti è che sono composti da actina e che permettono il movimento.

Filamenti intermedi: cosa sono e funzioni

I filamenti intermedi sono filamenti di circa 10 nm di diametro (appunto intermedi tra microtubuli e microfilamenti).

Sono costituiti da subunità monomeriche di diverse proteine (la proteina varia a seconda del tessuto) legate covalentemente a formare filamenti. Le subunità di questi filamenti sono molto stabili e resistenti all’azione degli enzimi proteolitici.

La cosa da ricordare è che questi, a differenza di microtubuli e microfilamenti sono presenti anche nel nucleo e formano la lamina nucleare.

Centrioli

I centrioli sono strutture cilindriche, contenute nel centrosoma, ciascuna composta da nove coppie di microtubuli circondati da un materiale denso di elettroni chiamato fibre centrali. Si trovano generalmente nella regione centro-laterale della cellula. I centrioli sono essenziali per la divisione cellulare. Durante la divisione cellulare abbiamo prima la duplicazione dei centrioli, seguita dalla duplicazione dei cromosomi.

CONSIGLIO DA NINJA: Guarda l’immagine di centrosoma e centrioli a pagina precedente: puoi ricordare i centrioli pensando ai rigatoni.

Ciglia e flagelli

Le ciglia e i flagelli sono due tipi di estensioni citoplasmatiche che contengono microtubuli.

 Le ciglia sono molto più corte dei flagelli e si trovano sulla superficie di alcune cellule (es. epitelio nasociliare).

I flagelli sono molto più lunghi delle ciglia e si trovano sulle cellule che devono muoversi, e possono essere numerosi o singoli, come nel caso  degli spermatozoi.

Giunzioni Cellulari

Nelle membrane delle cellule si osservano diversi tipi di strutture specializzate che permettono l’adesione cellula-cellula.

Prendono il nome di giunzioni cellulari e ne distinguiamo tre tipi:

giunzioni occludenti o strette, giunzioni adesive (che sono quelle formate dal citoscheletro, quindi quelle su cui ci soffermeremo un pò di più) e giunzioni comunicanti (o gap junction).

Le giunzioni occludenti costituiscono una barriera insuperabile a qualsiasi tipo di molecola, impedendo che questa si insinui tra una cellula e l’altra:

sono giunzioni formate da varie proteine transmembrana che percorrono l’intero perimetro delle cellule adiacenti, con la funzione di sigillare quindi l’intera superficie rivestita.

Le giunzioni adesive invece legano il citoscheletro di una cellula a quello di una cellula adiacente o a strutture extracellulari.

Si tratta di giunzioni particolarmente importanti in tessuti sottoposti a forti stress meccanici, come la cute e il tessuto muscolare.

Contengono a loro volta tre tipologie di giunzioni:

Le giunzioni aderenti, i desmosomi e gli emodesmosomi (queste ultime sono giunzioni che collegano le cellule alla loro membrana basale, ovvero una componente extracellulare di supporto delle cellule dei tessuti).

Infine, abbiamo le giunzioni comunicanti, così dette perché stabiliscono una comunicazione diretta tra il citoplasma di due cellule diverse, permettendo il passaggio di ioni e piccole molecole.

Conclusione

In sunto: il citoscheletro è una rete di proteine e filamenti che dà forma e struttura alla cellula. Inoltre, trasporta i materiali all’interno della cellula, aiuta a separare le diverse parti della cellula e fornisce supporto e protezione. Partecipano alla costituzione delle giunzioni cellulari (in particolare le giunzioni aderenti, i desmosomi e gli emidesmosomi) e quindi ai rapporti cellula-cellula.

Esistono tre tipi principali tipi di filamenti citoscheletrici: i microfilamenti, i filamenti intermedi e i microtubuli che svolgono funzioni diverse.

Sebbene le cellule di diversi tipi di organismi siano strutturalmente diverse, tutte hanno una rete citoscheletrica comune che è responsabile di molte funzioni cellulari essenziali.

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