SCHEMA 3 D DI UNA CELLULA Membrane biologiche

SCHEMA 3 D DI UNA CELLULA

Membrane biologiche • Barriere per confinare molecole particolari in compartimenti cellulari specifici – Confini della cellula (membrana plasmatica) – Organelli (nucleo, RER, REL, apparato del Golgi, mitocondri, lisosomi)

Membrane intracellulari • Aumentano l’area della superficie – Vescicole, tubuli, convoluzioni • Delimitano compartimenti – organelli

Organelli • Nucleo e mitocondri hanno 2 membrane • Golgi, ER, lisosomi hanno una membrana racchiusa

• Composizione delle membrane cellulari • Fosfolipidi sono i componenti principali • 2 catene unite ad un glicerolo • Il glicerolo si lega anche ad un gruppo fosfato carico negativamente • Fosfato legato a piccole composti come etanolamina, colina o serina Gruppo idrofilico fosfato glicerolo Code idrofobiche di acidi grassi

Componenti delle membrane sono molecole anfipatiche • Fosfolipidi Gruppo Idrofilico fosfato glicerolo – Hanno proprietà idrofiliche e idrofobiche Code idrofobiche di acidi grassi • Colesterolo – Colesterolo è presente in molte membrane (solo animali) – Colesterolo aiuta a formare le membrane HO

FORMAZIONE DEL DOPPIO STRATO LIPIDICO • Energeticamente favorevole nell’ambiente acquoso circostante. – Le teste idrofiliche sono rivolte all’esterno sul lato acquoso (extracellulare e citosolico) mentre le code idrofobiche sono rivolte all’interno lontano dall’acqua • Lo strato fosfolipidico si chiude spontaneamente in se stesso per formare Compartimenti sigillati – Non ci sono mai confini liberi

Morfologia delle membrane • al TEM appare come una struttura Trilaminare E face P face

Modello a mosaico fluido • Un doppio strato continuo di molecole lipidiche in cui sono immerse proteine • Queste proteine sono in grado di muoversi all’interno della membrana Outside cell Inside cell

le Membrane contengono anche le proteine • La maggior parte delle funzioni delle membrane sono ad opera di proteine (50% della massa) – – – Pompe Canali Proteine recettori Trasduttori Enzimi Proteine strutturali

Proteine di membrana sono di vario tipo Le proteine di membrana svolgono varie funzioni

Morfologia delle membrane • al TEM appare come una struttura Trilaminare E face P face

Freeze Fracture/Freeze etch (criofrattura)

Il doppio strato fosfolipidico è fluido • Le molecole lipidiche possono ruotare o diffondere lateralmente – Specialmente ad alte temperature, ma raramente flip flop da uno strato all’altro • La fluidità della membrana puo’ cambiare modificando la sua composizione

Fluidità • Influenza: – Permeabilità – Diffusione delle proteine • Questo è importante nella trasduzione del segnale • Membrane possono fondersi e miscelare le loro componenti • Dopo la divisione della cellula, le molecole possono essere distribuite in modo uguale tra le cellule figlie

Carboidrati e Membrane • Carboidrati – Sono attaccati solo dal lato non citosolico. • Glicoproteine – proteine di membrana con attaccati proteoglicani – Proteine di membrana con una o piu’ catene di polisaccaridi attaccate – Glicolipidi – Oligosaccaridi attaccati a lipidi

Glicocalice – Protegge la superficie cellulare dal danno meccanico

TRASPORTO CELLULARE Movimento di sostanze Attraverso la membrana cellulare

Trasporto di sostanze “in e out” dalla cellula Tutte le sostanze che devono entrare o uscire dalla cellula devono passare la barriera della membrana plasmatica

Il doppio strato fosfolipidico è permeabile in modo selettivo • Piu’ è piccola e piu’ una molecola è solubile nell’ olio (nonpolare, idrofobico), e piu’ rapidamente passa attraverso il doppio strato della membrana.

Permeabilità delle Membrane – Piccole molecolare nonpolari come per es. O 2, CO 2, N 2, etc. passano RAPIDAMENTE • permeabilità ai gas necessaria per la respirazione • cellulare – Ioni e molecole noncariche • Non possono passare assolutamente – Molecole non cariche polari passano rapidamente se sono piccole H 2 O etanolo glicerolo Velocemente---------lentamente