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Il modello del reticolo endoplasmatico in 3D


Le membrane che costituiscono il reticolo endoplamsmatico, un organello delle cellule tra i cui diversi compiti c’è la produzione di proteine, sono organizzate in una struttura elicoidale simile a quella della rampa di accesso a più piani. Lo rivelano nuove immagini in 3D, ottenute con un decisivo progresso nelle tecniche microscopiche. Secondo gli autori, la struttura osservata è quella che meglio riesce a ottimizzare il denso impacchettamento delle membrane e dei ribosomi che vi sono legati.reticolo_endoplasmatico

È una struttura geometrica assai complessa quella del reticolo endoplasmatico, l’organello responsabile della sintesi delle proteine nelle cellule. Grazie a nuovi progressi nelle tecniche di microscopia elettronica, Mark Terasaki dello University of Connecticut Health Center è riuscito a ricostruirla con un dettaglio senza precedenti: lo studio è descritto in unarticolo apparso sulla rivista “Cell”.

Il reticolo endoplasmatico è un insieme di canali e membrane tra loro interconnessi che strutturalmente si può dividere in una parte rugosa, perché sulla sua superficie sono legati i ribosomi, e in una parte liscia, in cui i ribosomi sono assenti. Tramite i ribosomi, il reticolo endoplasmatico rugoso è responsabile delle proteine, anche quelle caratteristiche di cellule specializzate: è il caso, per esempio di cellule del pancreas (le cellule beta delle isole di Langerhans) che secernono insulina, un ormone di natura proteica. Il reticolo endoplasmatico liscio è invece coinvolto in numerosi processi cellulari, come la produzione di lipidi, il metabolismo dei carboidrati e lo smaltimento delle sostanze tossiche.

A sessant’anni anni circa dalla sua scoperta, tuttavia, la complessa geometria del reticolo endoplasmatico non era mai stata descritta in modo soddisfacente. Applicando la nuova metodica spettroscopica a neuroni e ghiandole salivari di topo, in questo recente studio Terasaki e colleghi hanno scoperto che i diversi strati del reticolo endoplasmatico formano un sistema continuo, costituito da livelli membranosi sovrapposti e connessi da una forma geometrica ben nota e denominata elicoide, che può essere immaginata come una scala a chiocciola o come la rampa di accesso a un parcheggio a più piani.

A partire da questi risultati sperimentali, due collaboratori di Terasaki,Michael Kozlov e Tom Shemesh, hanno ipotizzato che questa struttura consenta di ottimizzare il denso impacchettamento delle superfici membranose, massimizzando il numero di ribosomi che è possibile ospitare all’interno dello spazio ristretto di una cellula. Quando la stessa cellula necessita di produrre più proteine può ridurre la distanza due strati e immacchettare ancora più strettamente le membrane.

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