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Geeko
Utente
Città: Milano
1043 Messaggi |
 Inserito il - 21 settembre 2011 : 15:15:11
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Posto qui un topic che a me interessa e affascina molto, e al quale non so se ci sia già una risposta chiara (e sinceramente mi sono poco informato).
Cos'è che governa i movimenti, o meglio, gli spostamenti di molecole e organelli dentro la cellula? Io mi riferisco a quelle "collisioni" tanto precise da sembrare guidate da fili invisibili; tipo subunità minore del ribosoma e cap-5' del messaggero, il trasporto mediato dalla SRP di una proteina in via di sintesi sul RER, il passaggio del messaggero maturo dal nucleo al citoplasma attraverso i pori nucleari, la fusione di una vescicola con la faccia apicale di una cellula esocrina, o anche solo il passaggio di un metabolita attraverso il suo trasportatore, magari sulla membrana mitocondriale interna...
Ecco, tutto questo, è "semplicemente" frutto della pura e semplice diffusione e agitazione termica del sistema? Ed regolato dalla specificità delle interazioni intermolecolari? Come a dire, la spinta di tutto deriva dal caos termico, ma poi l'ordine viene imposto dal fatto che il destino di ogni specie chimica, molecola o altro, è limitato dalla specificità con cui quella interagisce con le altre?
Se così fosse allora andrebbe tutto visto nell'ottica dei grandi e dei piccolissimi numeri; cioè la grande numerosità di quella particella, combinata con il volume microscopico in cui si trova ad agire, tendono ad omogeneizzare tutto il processo e a renderlo più regolare e "determinato"...non so se mi spiego, ma vi assicuro che non c'è niente di filosofico, anzi, è una domanda di estrema praticità.
Ecco, voi che ne pensate, o meglio che sapete a riguardo? Perché quello che ho scritto sopra è tutta fantasia..o insomma, un discorso di giri e rigiri mentali..nato da momenti di poca lucidità sui libri 
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0barra1
Utente Senior
Città: Paris, VIIème arrondissement
3847 Messaggi |
 Inserito il - 21 settembre 2011 : 15:54:02
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Alla base di tutto c'è un discorso probabilistico, legato come appunto tu inferisci ai moti di agitazione termici, ai moti browniani tanto cari ad Einstein. Ciò è testimoniato, secondo il mio modesto parere, dall'importanza che l'evoluzione sembra avere attribuito ad una caratteristica come la processività ad enzimi operanti su polimeri. Pensa alla processività della DNA o RNApol, oppure a quella della glicogeno sintasi. Ciò testimonia l'importanza dell' "incontro fortuito": una volta che due, o più, giusti interattori si incontrano, dal momento che questo incontro ha una propria probabilità finita di avvenire, è importante che restino per il maggior tempo possibile in contatto (processività).
Ma a questo si assommano una serie di "strategie" addottate dalla cellula per aumentare la velocità dei trasporti (pensa ai motori molecolari, dineine, kinesine, miosine, e i filamenti citoscheletrici su cui esse lavorano) e la specificità (signal sequences per indirizzare specifiche proteine agli organuli di destinazione). La specifità permette di destinare inoltre proteine a specifici sotto-distretti, in tal modo da creare un certo grado di coordinazione, inteso come un'estensione di quello che per gli enzimi prende il nome di processo di incanalamento del substrato, vedi la Piruvato Deidrogenasi, un esempio che sicuramente coglierai. I vari interattori molecolari non sono per lo più lasciati a vagabondare completamente liberi nell'immensità cellulare, bensì sono mantenuti da interazioni deboli gli uni nelle vicinanze degli altri, di modo da incrementare la probabilità d'interazione. A questo proposito due spunti interessanti, il primo letto in un abstract di cui non trovo più il paper, il secondo un'asserzione del mio prof di Proteomica:
- nella cellula potrebbe esistere un qualche gradiente di pH, e non mi riferisco semplicemente ai potenziali transmembranari di mitocondrio e cloroplasto, che isoelettrofocalizzerebbe le varie proteine in regioni diverse a seconda del pI delle stesse. Secondo questa teoria, perciò, proteine le cui reciproche interazioni si traducono in qualche modo in un aumento della fitness possiedono pI simili, di modo da aumentare la probabilità matematica di incontro casuale.
- l'apparato di trascrizione e traduzione potrebbero lavorare molto a più stretto contatto di quanto si pensi secondo alcuni papers recenti, finendo per costituire un unico macchinario iper-molecolare.
Poi ce ne sarebbe davvero tanto altro da dire, dal ruolo di proteine scaffold ai rafts lipidici, e molto ancora da ampliare a quanto scritto ma ora devo andare a dormire un po' che ieri notte lo studio mi ha tenuto un po' troppo sveglio. 
Non vedo l'ora di leggere i futuri interventi
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Geeko
Utente
Città: Milano
1043 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 16:25:42
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Per il discorso della processività, ampliata se si vuole anche al discorso dell'incanalamento del substrato degli enzimi, è vero, sembra proprio che la cellula faccia di tutto per ridurre la dispersione delle componenti che funzionano interagendo tra loro.
Ho perso un attimo il filo però per quell'ipotesi suggestivissima del raggruppamento proteico in base al pI...cioè, se due proteine hanno stesso pI, o punti isoelettrici simili, si disporranno nella stessa regione sì, ma solo se c'è un gradiente di pH e anche un campo elettrico che le investe, o no? Oppure queste si dispongono in modo da posizionarsi il più vicino possibile alla regione cellulare che ha un pH simile al pI di ognuna? Cioè, mi immagino una proteina, mettiamo abbia pI=7 per comodità, se questa si trova in una regione, mettiamo ad un'immaginaria sinistra, in cui il pH=4, allora questa acquista una carica netta positiva (+), quindi verrebbe "respinta" e allontanata da quella stessa regione in cui si trova...e potrebbe quindi tornare verso una regione, mettiamo a destra a pH maggiore, vicino a 7. Stessa cosa se si sposta verso pH più basici. Cioè il concetto, preso con le pinze ok, sarebbe questo?  |
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0barra1
Utente Senior
Città: Paris, VIIème arrondissement
3847 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 16:39:18
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L'IEF in laboratorio richiede un campo elettrico, ad alto voltaggio, oltre ad un gradiente di pH. I punti oscuri circa un eventuale IEF in vivo sono innumerevoli, a partire da: come viene mantenuto stabile il gradiente (pompe protoniche?), alla solubilità delle proteine (che ha un minimo proprio per pH = pI) e alle interazioni tra i vari interattori (in teoria si riduce la carica superficiale della molecola, ragion per cui interazioni elettrostatiche, ponti salini e legami H dovrebbero decrescere in numero, il contrario di quanto mi aspetterei personalmente. Questi sono i primi punti che mi vengono in mente, poi ci sarebbero altri aspetti da chiarire in merito a cosa ne è di proteine che invece devono attraversare tutto il citoplasma, come appunto i motori molecolari, o fattori di trascrizione attivati in "periferia" da catene di trasduzione del segnale e che devono indi spostarsi dalla membrana al nucleo.
Insomma, sto cercando disperatamente un accenno a questa teoria, purtroppo i riferimenti a cui ero pervenuto l'anno passato studiato la comune tecnica di IEF sono svaniti dal mio laptop, per cui chiunque abbia qualche fonte si faccia avanti. |
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SpemannOrganizer
Utente
Città: Los Angeles
955 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 16:42:36
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| Non dimentichiamo il contributo vitale delle sequenze segnale, in grado di dirigere una determinata proteina in un particolare organello o regione della cellula. La cellula inoltre puo' contribuire attivamente nel sequestrare talune proteine o complessi proteici in modo da separarli da potenziali substrati. |
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0barra1
Utente Senior
Città: Paris, VIIème arrondissement
3847 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 16:42:40
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Citazione:
Messaggio inserito da SpemannOrganizer
Non dimentichiamo il contributo vitale delle sequenze segnale, in grado di dirigere una determinata proteina in un particolare organello o regione della cellula. La cellula inoltre puo' contribuire attivamente nel sequestrare talune proteine o complessi proteici in modo da separarli da potenziali substrati.
Mio Saggio, non mi era sfuggito questo cruciale aspetto:
Citazione:
Messaggio inserito da 0barra1
e la specificità (signal sequences per indirizzare specifiche proteine agli organuli di destinazione)
ma rinverdirlo e sottolinearlo non può che giovare.
Just for starter:
Citazione:
Wiki.en
Isoelectric focusing by living cells
According to some opinions,[2][3] living eukaryotic cells perform isoelectric focusing of proteins in their interior to overcome a limitation of the rate of metabolic reaction by diffusion of enzymes and their reactants, and to regulate the rate of particular biochemical processes. By concentrating the enzymes of particular metabolic pathways into distinct and small regions of its interior, the cell can increase the rate of particular biochemical pathways by several orders of magnitude. By modification of the isoelectric point (pI) of molecules of an enzyme by, e.g., phosphorylation or dephosphorylation, the cell can transfer molecules of the enzyme between different parts of its interior, to switch on or switch off particular biochemical processes.
Ecco i due articoli nella bibliografia:
-Does a cell perform isoelectric focusing
-pH-induced intracellular protein transport |
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SpemannOrganizer
Utente
Città: Los Angeles
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Inserito il - 21 settembre 2011 : 16:58:33
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hai ragione lo avevi già scritto... sorry   |
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Geeko
Utente
Città: Milano
1043 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 17:07:39
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Leggerò meglio gli articoli quando ho più tempo, ma dall'abstract del primo ho intuito che il campo elettrico intracellulare allora sarebbe generato proprio dal gradiente in pH stesso che si forma tra i due capi della cellula?
Questo renderebbe il pI di ogni proteina una caratteristica ben più determinante rispetto ai "banali" usi che se ne fa per un IEF o la sua influenza sulla solubilità! |
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0barra1
Utente Senior
Città: Paris, VIIème arrondissement
3847 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 17:57:19
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Si, esattamente., quelli che citi tu sono semplici applicazioni di laboratorio, salvo il discorso solubilità/pI che viene sfruttato nella via secretoria dal Golgi verso la membrana, ma questa è un'altra storia.
Qui invece, a differenza delle signal sequences non indirizza solo verso un organello ma per specifiche regioni 3D della cellula, prive di vincoli fisici quali quelli imposti da una membrana. Ma devo leggermi con calma i papers, in mezzo a tutto il resto di papirame che devo digerire, ma sarà dopo il Louvre e le Crepes di Notre Dame.
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Geeko
Utente
Città: Milano
1043 Messaggi |
Inserito il - 21 settembre 2011 : 18:05:57
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Mi è proprio piaciuta come ipotesi questa (ma essendoci degli articoli dietro, qualche prova ci sarà anche)! Io li leggerò dopo un po' di biochimica vegetale invece...quanto sarebbe meglio una crepes!!  |
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Geeko
Utente
Città: Milano
1043 Messaggi |
Inserito il - 22 settembre 2011 : 14:51:12
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Letto il primo articolo! (il secondo non posso spulciarlo visto che non ho l'accesso a PubMed..)
Quindi le prove definitive di gradienti di pH in più modelli cellulari ci sono! Quello che invece non è stato ancora provato è l'esistenza, o meglio, il valore del campo elettrico intracellulare; cioè il valore riportato nell'articolo non è una misurazione, ma frutto di calcoli basati in parte su dati di ricerche precedenti e in parte su quel modello mooolto semplificato di S. cerevisiae giusto?
Comunque è anche suggestiva l'ipotesi dell'articolo che l'organizzazione di tutte le strutture membranose in una cellula sia determinata in parte anche dalla diversa distribuzione di proteine di membrana con diversi pI. Quindi questo potrebbe incidere anche sull'orientamento di un intero organello (tipo un cloroplasto) all'interno della cellula...  |
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I "sentieri" nella cellula..
