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Membrane Biologiche. Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici –Confini Cellulari –Organelli Costituite da lipidi e proteine.

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Presentazione sul tema: "Membrane Biologiche. Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici –Confini Cellulari –Organelli Costituite da lipidi e proteine."— Transcript della presentazione:

1 Membrane Biologiche

2 Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici –Confini Cellulari –Organelli Costituite da lipidi e proteine

3 Sistema di Endomembrane Delimitano i compartimenti cellulari –Organelli Confinano le differenti attività della cellula Mediano il trasporto di metaboliti Reticolo Endoplasmatico Nucleo Lisosoma Perossisoma Apparato di Golgi Membrana Plasmatica Mitocondrio Vacuoli

4 Organelli Cellulari Nucleo e Mitocondri Doppia MembranaNucleo e Mitocondri hanno Doppia Membrana Golgi, RE, Lisosomi Membrana SingolaGolgi, RE, Lisosomi hanno Membrana Singola

5 Componenti della membrana Fosfolipidi, ANFIPATICIFosfolipidi, ANFIPATICI –Hanno caratteristiche sia idrofiliche sia idrofobiche ColesteroloColesterolo –Presente in praticamente tutte le membrane delle cellule animali –Stabilizza la membrana rendendola più o meno fluida Coda Idrofobica Gruppo Idrofilico

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9 DOPPIO STRATO LIPIDICO Condizione energeticamente favorevole in ambiente acquoso –Teste Idrofiliche All’esterno –Code Idrofobiche All’interno, non in contatto con l’acqua Compartimenti StagniIl doppio strato lipidico si chiude spontaneamente su se stesso formando Compartimenti Stagni –Non ci sono mai estremità libere

10 Modello del Sandwich 1935, Davson e Danielli, studio della membrana dei globuli rossi Doppio strato lipidico compreso tra due strati proteici Rimasto valido fino agli anni ‘50

11 Modello del Mosaico Fluido 10 nanometriAnni ‘50, microscopia elettronica rivela che la membrana plasmatica è uniforme e sottile, non più di 10 nanometri Struttura trilaminareStruttura trilaminare, due scuri ed uno chiaro Interno Esterno Membrana

12 Modello del Mosaico Fluido Anni ‘60, paradosso delle proteine –La loro purificazione dimostra che non sono così omogenee come si pensava –Composizione e dimensioni sono molto variabili –Alcune molto più grandi di quanto ipotizzato Come potevano costituire uno strato di soli 10 nanometri?Come potevano costituire uno strato di soli 10 nanometri? Tutte piatte ed estese? Struttura a foglietto ripiegato? In realtà molte hanno struttura globulare

13 Modello del Mosaico Fluido Doppio Strato LipidicoIl Doppio Strato Lipidico contiene una serie di proteine, che possono posizionarsi in maniera variabile Singer e Nicholson1972, Singer e Nicholson –Le proteine sono incastonate nel doppio strato lipidico, come tessere di un mosaico –Non sono immobili, si possono muovere, come “iceberg che galleggiano in un fluido di lipidi” (Nocciole nel torrone)

14 Modello del Mosaico Fluido

15 Fluido Bidimensionale Frey ed EdidinFrey ed Edidin, 1970 umana murina –Proteine di membrana di cellula umana e cellula murina marcate con fluorocromi differenti –Fusione con virus Sendai –Le proteine risultano ridistribuite in maniera casuale

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18 Proteine di Membrana Le proteine costituiscono circa il 50% della massa della membrana Sono gli esecutori di praticamente tutte le attività della membrana –Proteine strutturali –Proteine funzionali Pompe Canali Recettori Trasduttori del segnale Enzimi

19 Proteine di Membrana Proteine IntrinsecheProteine Intrinseche –Strettamente associate alla membrana Anfipatiche –Sono Anfipatiche –Alcune attraversano completamente la membrana, altre solo in parte

20 Proteine di Membrana Proteine EstrinsecheProteine Estrinseche –Non sono incluse nel doppio strato lipidico, ma sulla superficie interna o esterna –Interagiscono con le proteine intrinseche attraverso interazioni non-covalenti

21 Proteine di Membrana Proteine “Estrinseche”Proteine “Estrinseche” –Legate a lipidi da legami covalenti –Legate a fosfolipide o acido grasso inserito in uno dei due foglietti

22 Morfologia della membrana TrilaminareTrilaminare al microscopio elettronico

23 Freeze Fracture

24 Asimmetria Faccia EFaccia E Emi-membrana esterna, più liscia, proteine transmembrana, lipidi Faccia PFaccia P Emi-membrana proto-plasmatica, contiene la maggior parte delle proteine

25 Movimentazione delle proteine Proteine della faccia PProteine della faccia P –Vengono sintetizzate dai ribosomi liberi e si muovono nel citoplasma verso la membrana Proteine della faccia EProteine della faccia E –Vengono prodotte come proteine destinate ad essere esportate –Ribosomi associati al RER e poi nel lume del RE dove vengono modificate (glicosilazione) –Passano al complesso del Golgi, ulteriore modificazione, e poi vescicole per entrare a far parte della membrana

26 Proteine di membrana

27 Movimentazione delle proteine Traffico Vescicolare La sequenza dei passaggi è: Lume del RE Vescicola di trasporto Vescicole del Golgi Vescicole secretorie Membrana plasmatica

28 Carboidrati e membrane CarboidratiCarboidrati –Vengono attaccati all’estremità che non entra mai in contatto col citoplasma (lume del RE) GlicoproteineGlicoproteine –Proteine di membrana a cui vengono attaccati degli oligosaccaridi ProteoglicaniProteoglicani –Proteine di membrana con una o più catene polisaccaridiche GlicolipidiGlicolipidi –Lipidi con attaccati degli oligosaccaridi

29 Glicocalice Strato protettivo formato dalle catene di zuccheri Glicoproteina transmembrana Glicoproteina Estrinseca Glico- lipide Proteoglicano transmembrana Glicocalice Membrana Cytosol ECM

30 Glicocalice Impedisce alle cellule del sangue di attaccarsi tra loro o alle pareti dei vasi Importante nel riconoscimento cellula-cellula e nei fenomeni di adesione –Neutrofili riconosciuti dalle cellule endoteliali, nei siti di infezione, il riconoscimento permette l’adesione alla parete e l’extravasazione GlicocaliceCitosolNucleoMembrana Plasmatica

31 Matrice Extra Cellulare (ECM) Secreta dalle cellule Composta da gel di carboidrati e proteine fibrose CollageneCollagene –Principale costituente strutturale dell’ECM –Forma fibre molto fitte FibronectineFibronectine Integrine –Glicoproteine, organizzano la matrice servono come attacco per le cellule attraverso le Integrine

32 Funzione delle proteine di membrana AncoraggioAncoraggio –Integrine, ancorano la cellula alla matrice extra-cellulare (ECM) Trasporto PassivoTrasporto Passivo –Canali che permettono il passaggio selettivo di ioni e molecole Trasporto AttivoTrasporto Attivo –Pompano soluti attraverso la membrana; –Richiede ATP

33 Funzione delle proteine di membrana Attività EnzimaticaAttività Enzimatica –Catalizzano reazioni che avvengono all’interno o sulla superficie della membrana Trasduzione del segnaleTrasduzione del segnale –Recettori che legano molecole segnale (ormoni) e trasmettono l’informazione all’interno della cellula

34 Funzione delle proteine di membrana Riconoscimento cellulareRiconoscimento cellulare –Antigeni, permettono il riconoscimento di cellule estranee all’organismo Giunzione inter-cellulareGiunzione inter-cellulare –Proteine di adesione, legano le membrane di cellule adiacenti


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