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MEMBRANE E TRASPORTO. Ruolo svolto dalla membrana plasmatica -mantenere la permeabilità selettiva di piccole e grandi molecole -accumulo di nutrienti.

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Presentazione sul tema: "MEMBRANE E TRASPORTO. Ruolo svolto dalla membrana plasmatica -mantenere la permeabilità selettiva di piccole e grandi molecole -accumulo di nutrienti."— Transcript della presentazione:

1 MEMBRANE E TRASPORTO

2 Ruolo svolto dalla membrana plasmatica -mantenere la permeabilità selettiva di piccole e grandi molecole -accumulo di nutrienti cellulari -controllo del flusso di informazioni -trasduzione dellenergia -movimento cellulare -riproduzione -compartimentazione intracellulare

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4 I lipidi anfipatici formano spontaneamente strutture aggregate

5 formule di struttura di alcuni acidi grassi C18

6 16:018:018:1 18:2 18:320:4

7 I doppi legami che si trovano negli acidi grassi sono quasi sempre nella configurazione cis. Lincidenza di malattie cardiovascolari è correlata a diete ricche di acidi grassi saturi. Acidi grassi essenziali: acido linoleico (18:2), acido linolenico (18:3) acido arachidonico ( prostaglandine )

8 La forma di accumulo dei lipidi e costituita dai triacilgliceroli

9 TRIACILGLICEROLI ( O TRIGLICERIDI) I triacilgliceroli si trovano principalmente nel tessuto adiposo

10 Struttura schematica di un fosfolipide I lipidi di membrana più rappresentati sono di tre tipi: fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo Circa il 50% degli acidi grassi presenti nei fosfolipidi di membrana sono insaturi (posizione cis).

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13 STRUTTURA SCHEMATICA DI UN GLICEROFOSFOLIPIDE Lalcol può essere etanolamina, colina, serina, inositolo.

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15 Azione delle fosfolipasi potente detergente che distrugge le membrane cellulari (nei veleni di api e serpenti) fosfolipasi A 2 fosfolipasi Cfosfolipasi D fosfolipasi A 2

16 Quando al cerammide si lega una sola molecola di glucosio o galattosio si forma un cerebroside. Quando al cerammide si legano 3 o più zuccheri, di cui uno è un acido sialico, si forma un ganglioside.

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18 I GANGLIOSIDI sono glicosfingolipidi complessi e costituiscono una frazione significativa dei lipidi del cervello. Le teste polari costituite da oligosaccaridi si estendono al di fuori della superficie della cellula e agiscono come recettori specifici per certi ormoni di natura glicoproteica che regolano molte funzioni fisiologiche.

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20 FOSFOLIPIDI DI MEMBRANA sintetizzati nel reticolo endoplasmatico PLEP Phospholipid Exchange Proteins organelli cellulari

21 Quando i fosfolipidi vengono messi in acqua formano spontaneamente e rapidamente doppi strati (con un singolo doppio strato lipidico) (con più doppi strati lipidici) liposomi utilizzati come sistemi di somministrazione di medicinali ed enzimi per applicazioni terapeutiche

22 Unimmagine di tomografia computerizzata (CT) della parte superiore delladdome di un cane, in seguito alla somministrazione di iodio incapsulato in liposomi colonna vertebrale costole cistifellea fegato massa tumorale I liposomi possono essere usati per introdurre agenti di contrasto per procedure diagnostiche per immagini

23 Il modello a mosaico fluido della struttura della membrana proposto da S.J. Singer e G.L. Nicolson nel 1972

24 I fosfolipidi sono disposti in maniera asimmetrica nella maggior parte delle membrane Membrana degli eritrociti umani La carica totale sulla superficie esterna ed interna di una membrana dipende dalla distribuzione dei lipidi. Le differenze di carica che si determinano influenzano il potenziale di membrana che modula lattività di alcuni canali ionici.

25 Il modello a mosaico fluido permette il movimento laterale (rapido) e il trasferimento trasversale (molto lento)

26 I fosfolipidi possono essere trasferiti sullaltro lato del doppio strato della membrana per azione di proteine dette flippasi. Negli eritrociti lattività di flippasi ATP-dipendente è responsabile del mantenimento della diversa distribuzione dei lipidi.

27 Proteine integrali di membrana proteine con un singolo segmento transmembrana la glicoforina A si dispone attraverso la membrana degli eritrociti umani mediante un singolo segmento transmembrana ad elica Al dominio extracellulare sono attaccate diverse unità di oligosaccaridi che costituiscono i determinanti antigenici dei gruppi sanguigni AB0 e MN

28 La struttura dellistamina e di tre farmaci antistaminici rilasciata dai mastociti del tessuto connettivo lasso, si lega ai recettori H1 dellistamina (proteine integrali di membrana) -aumento di permeabilità dei capillari (passaggio degli anticorpi dai capillari ai tessuti) -restrizione del lume bronchiale antagonisti dei recettori H1 dellistamina

29 La gemmazione e la fusione di membrane stanno alla base di alcuni processi biologici importanti Endocitosi mediata da recettore

30 Rilascio del neurotrasmettitore I lipid raft servono a trasferire messaggi chimici

31 Rappresentazione schematica di una sinapsi Lacetilcolina depolarizza la membrana postsinaptica aumentando la conduttanza per gli ioni Na + e K +

32 Rappresentazione schematica della forma chiusa del recettore canale per lacetilcolina Apertura del poro del recettore canale

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34 TRASPORTO DI MEMBRANA: diffusione passiva

35 Diffusione facilitata -proteina canale: consente il passaggio, per diffusione secondo gradiente, di acqua ed elettroliti -proteina carrier: consente il passaggio, per diffusione secondo gradiente, di nutrienti e metaboliti Caratteristiche: specificità e saturabilità uniporto: trasporto di ununica molecola cotrasporto:trasporto di più molecole sinporto antiporto

36 I cotrasportatori impiegano un gradiente di concentrazione per favorire la formazione di un altro gradiente Nellantiporto le due specie chimiche si muovono in direzioni opposte Nel simporto le due specie chimiche si muovono nella stessa direzione

37 La diffusione passiva e la diffusione facilitata possono essere distinte graficamente

38 Modello per la disposizione della proteina di trasporto del glucosio (12 segmenti ad elica transmembrana) nella membrana degli eritrociti

39 GLUT4 nel muscolo e nelle cellule adipose

40 Rappresentazione idropatica della proteina trasportatrice degli anioni Questo sistema di trasporto opera uno scambio uno a uno di Cl - e HCO 3 - in modo tale che il processo di trasporto finale risulti elettricamente neutro.

41 Disegni schematici di ionofori trasportatori mobili e ionofori che formano canali

42 Il sistema di trasporto attivo richiede energia fornita dallidrolisi dellATP ed avviene contro gradiente di concentrazione Tutte le cellule animali espellono ioni Na + e accumulano ioni K + in modo attivo.

43 Disegno schematico della Na + /K + - ATPasi Lidrolisi dellATP avviene dal lato citoplasmatico della membrana. Gli ioni Na + vengono trasportati fuori della cellula e gli ioni K + vengono portati dentro

44 La Na + /K + - ATPasi converte lenergia libera del trasferimento del gruppo fosforico nellenergia libera di un gradiente di ioni Na +. Il gradiente ionico può poi essere utilizzato per pompare sostanze nella cellula (cotrasportatore per il simporto Na + -glucosio)

45 La digitossigenina e la ouabaina sono steroidi cardiotonici: inibiscono la Na + /K + - ATPasi e il trasporto di ioni stimolando la contrazione del muscolo cardiaco

46 La multiresistenza ai farmaci e la fibrosi cistica pongono in rilievo una famiglia di proteine di membrana con domini che legano ATP MDR e CFTR sono proteine omologhe costituite da due domini transmembrana e da due domini che legano lATP (ABC= ATP binding cassette) utilizza ATP per trasportare fuori dalla cellula unampia varietà di farmaci utilizza ATP per trasportare fuori dalla cellula Cl -

47 La H +, K + -ATPasi delle cellule della mucosa gastrica media il trasporto dei protoni nello stomaco pH 7.4 pH 1 gradiente di pH

48 Le pompe protoniche si ammassano sul lato arricciato della membrana degli osteoclasti e pompano protoni nello spazio tra la membrana cellulare e la superficie dellosso. Lalta concentrazione protonica che si viene a formare in questo spazio solubilizza la matrice minerale dellosso. Il rimodellamento osseo è effettuato dalle pompe protoniche degli osteoclasti


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