04638 - BIOCHIMICA CELLULARE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce una visione sintetica ma aggiornata della biochimica dei meccanismi alla base delle principali funzioni cellulari, quali la comunicazione cellula-cellula e il controllo della proliferazione e del differenziamento.

Contenuti

Smistamento e trasporto delle proteine di secrezione: reticolo endoplasmico, apparato del Golgi e lisosomi

Il problema del ripiegamento delle proteine neosintetizzate; chaperons molecolari: struttura di Hsp70 e Hsp60/GroEl-GroEs. La via secretoria: reticolo ruvido e traslocazione co-traduzionale. Struttura di SRP e del suo recettore. Struttura deltraslocone proteico SecY/61. Chaperons nell' ER. Glicosilazionedelle proteine nel ER. Calnessina e calreticulina: meccanismo di controllo di qualità. Biosintesi dei fosfolipidi. Modificazioni covalenti lipidiche delle proteine. Proteine GPI. Meccanismi molecolari di gemmazione delle vescicole tra ER e Golgi: COPII: Sar1, Sec23-24 Sec31-13.Analisi comparata dei coatameri COPII, COPI e clatrina. Apparato del Golgi: glicosilazione delle proteine di secrezione, targetting di proteine ai lisosomi:il caso del Man6P; biosintesidegli sfingolipidi. Meccanismi molecolaridella fusione: SNARE, NSF e SNAPs.

Il nucleo

Le membrane nucleari, struttura dei pori nucleari: le nucloporine.Importo di proteine nel nucleo: sequenza di localizzazione nucleare. Importine: struttura;le proteine Ran. Le esportine. Esportazione di mRNA e di subunità ribosomiali.

Biosintesi dei organelli (mitocondri e perossisomi)

Corredo genetico dei mitocondri, i nucleoidi.Presequenze e meccanismi di selezione delle proteine nella membrana mitocondriale esterna. Trasloconi nelle membrane degli organelli (TOM, TIM23 e TIM22,Oxa 1, SAM).Mia e Erv1.Cloroplasti: TOC e TIC. Perossisomi: funzione e biogenesi: le perossine, segnali di indirizzamento dele proteine nei perossisomi Pts1/Pts2. Assemblaggio dei perossisomi: Pex3 e Pex11.Import nella matrice: l'importomero.

Segnalazione cellulare

Generalità della segnalazione cellulare. I primi messaggeri: ormoni peptidici, non peptidici ed ormoni liposolubili (steroidei, tiroidei, etc).Recettori intracellularie loro bersagli nucleari (HRE). Recettori di membrana o superficiali. Recettori a sette eliche transmembrana. Il recettore beta-adrenergico e sito di legame dell'agonista. Proteine G eterotrimeriche: struttura delle subunità, associazione alla membrana, meccanismo di attivazione, classificazione delle subunità alfa.Trasduzione del segnale nella visione, struttura dei coni e bastoncelli; nell'olfatto e nell'udito. I sistemi effettori: struttura di adenilato ciclasi e PKA, struttura delle fosfolipasi C, diversità tra le varie isoforme.I secondi messaggeri: cAMP e cGMP.Diacilglicerolo e IP3.Recettori tirosin chinasici: organizzazione molecolare, attivazione e modalità di segnalazione.I domini SH2 e SH3. Struttura di una proteina tirosin kinasi non recettoriale di tipo Src e sua attivazione. Struttura, attivazionee funzione didi Ras; vie di trasduzione delle MAP kinasi. Isoforme gamma delle fosfolipasi C. Inositolo trifosfato e depositi intracellulari di Calcio: recettori canali intracellulari. Calcio come secondo messaggero; calmodulina e CAM kinasi II.Il recettore per l'insulina: struttura e cascata di segnalazione. PI-3-chinasi e PTEN, oncogeni e oncosoppressori. I recettori delle citochine: le proteine JAK e STAT. Altre MAP chinasi: le JNK e p38. Attivazione di MAP chinasi da recettori 7TM. Le integrine: struttura e duplice modalità di segnalazione. Adesioni focali e emodesmosomi,. Attivazione di FAK/MAP. GTPasi della famiglia Rho. Trasduzione del segnale e citoscheletro.

Citoscheletro e motori molecolari

Organizzazione e biogenesi dei componenti del citoscheletro. Microfilalementi: struttura dell'actina e legame ATP-ADP,polarità dei filamenti,treadmilling, protine che legano actina, nucleazione dell'actina: struttura di formine e Arp2/3, ADF/cofilina e profilina.Fasci stretti,contrattili e reti. adesioni focali e fibre di stress. Filamenti intermedi.Struttura dei microtubuli e delle tubuline, polarità dei microtubuli,instabilità: ruolo della concentrazione di GTP-tubulina. Organizzazione cellulare e polarità.Organizzazione delle ciglia.I motori molecolari: caratteristiche comuni dimiosine, kinesine e dineine: . Motori dei microtubuli:chinesine e dineine. Struttura della chinesina convenzionale, della dineina e della sua testa, modelli di movimento sui microtubuli.

Testi/Bibliografia

Gli argomenti trattati nel corsosono reperibili in vari libri:

B. Lewin: Cellule. Zanichelli 2008

C. Branden e J. Tooze, Introduzione alla Struttura delle Proteine, II Edizione, Zanichelli 2001

G.M. Cooper e R.E. Hausman, La cellula. Un approccio molecolare, Piccin, Padova, 2009

Berg, J.L. Tymoczko e L. Stryer, Biochimica, V Edizione, Zanichelli 2008

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Maria Ghelli