SCHEMA 3D DI UNA CELLULASCHEMA 3D DI UNA CELLULA

Membrane biologicheMembrane 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 intracellulariMembrane intracellulari

• Aumentano l’area della superficie– Vescicole, tubuli,

convoluzioni

• Delimitano compartimenti– organelli

OrganelOrganellili

• Nucleo e mitocondri hanno 2 membrane

• Golgi, ER, lisosomi hanno una membrana racchiusa

• Composizione delle Composizione delle membrane cellularimembrane cellulari

• FosfolipidiFosfolipidi sono isono i componenti principalicomponenti principali

• 2 catene unite ad un glicerologlicerolo

• Il glicerolo si lega anche ad un gruppo fosfatofosfato carico carico negativamentenegativamente

• Fosfato legato a piccole composti come etanolamina, colina o etanolamina, colina o serinaserina

Code idrofobiche di acidigrassi

glicerolo

fosfato

Gruppo idrofilico

Componenti delle Componenti delle membrane sono molecole membrane sono molecole

anfipaticheanfipatiche• FosfolipidiFosfolipidi

– Hanno proprietà idrofiliche e idrofobiche

• ColesteroloColesterolo – Colesterolo è

presente in molte membrane (solo animali)

– Colesterolo aiuta a formare le membrane

HO

Code idrofobiche di acidi grassi

glicerolofosfatoGruppo Idrofilico

FORMAZIONE DEL FORMAZIONE DEL DOPPIO STRATO LIPIDICODOPPIO 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 sigillatiCompartimenti sigillati– Non ci sono mai confini liberi

Morfologia delle Morfologia delle membranemembrane

• al TEM appare come una struttura TrilaminareTrilaminare

E face

P face

Modello a mosaico fluidoModello 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 le Membrane contengono anche le contengono anche le

proteineproteine• 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 Morfologia delle membranemembrane

• al TEM appare come una struttura TrilaminareTrilaminare

E face

P face

Freeze Fracture/Freeze Freeze Fracture/Freeze etchetch

(criofrattura)

Il doppio strato Il doppio strato fosfolipidico è fluidofosfolipidico 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

FluiditàFluidità

• 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 MembraneCarboidrati e Membrane

• CarboidratiCarboidrati– Sono attaccati solo dal lato non

citosolico.• GlicoproteineGlicoproteine

– proteine di membrana con attaccati proteoglicani

– Proteoglicani– Proteine di membrana con una o

piu’ catene di polisaccaridi attaccate

– Glicolipidi– Oligosaccaridi attaccati a lipidi

GlicocaliceGlicocalice– Protegge la superficie cellulare dal

danno meccanico

TRASPORTO CELLULARETRASPORTO CELLULARE

Movimento di sostanze Movimento di sostanze Attraverso la membrana Attraverso la membrana cellularecellulare

Trasporto di sostanze Trasporto di sostanze “in e out” dalla cellula“in e out” dalla cellula

Tutte le sostanze che devono entrare o uscire dallacellula devono passare la barriera della membrana plasmatica

Il doppio strato Il doppio strato fosfolipidico è permeabile fosfolipidico è permeabile

in modo selettivoin 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 Permeabilità delle MembraneMembrane

– Piccole molecolare nonpolariPiccole molecolare nonpolari come per es. O2,CO2, N2, etc. passano RAPIDAMENTERAPIDAMENTE•permeabilità ai gas necessaria per la

respirazione•cellulare

– Ioni e molecoleIoni e molecole noncarichenoncariche•Non possono passare assolutamente

– Molecole non cariche polariMolecole non cariche polari passano rapidamente se sono piccoleH2O etanolo glicerolo

Velocemente------------------lentamenteVelocemente------------------lentamente