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Copyright © 2006 Zanichelli editore Membrane plasmatiche.

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Presentazione sul tema: "Copyright © 2006 Zanichelli editore Membrane plasmatiche."— Transcript della presentazione:

1 Copyright © 2006 Zanichelli editore Membrane plasmatiche

2 Copyright © 2006 Zanichelli editore Il mosaico fluido

3 Copyright © 2006 Zanichelli editore Permeabilità del doppio strato lipidico bilayer lipidico I gas diffondono rapidamente gas O 2 CO 2 N 2 piccole molecole polari non cariche glicerolo etanolo Col tempo, piccole molecole polari non cariche diffondono attraverso un bilayer lipidico grosse molecole polari cariche amino acidi glucosio nucleotidi ioni H +,Na +, HCO 3 -,K + Ca 2+,Cl, Mg 2+ Grosse molecole polari non cariche, molecole polari cariche e ioni non permeano ioni Molecole solubili nei lipidi tendono a diffondere molecole lipofile ormoni steroidei

4 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le membrane biologiche contengono colesterolo il colesterolo aiuta a rendere la membrana impermeabile alle piccole molecole solubili in acqua e mantiene la membrana flessibile in un ampio intervallo di temperature

5 Copyright © 2006 Zanichelli editore Teste polariInterno idrofobicoTeste polari Lunghezza delle catene aciliche Maggiore lunghezza = minore fluidità Insaturazione degli acidi grassi Magg. insat = Magg. fluidità Oleato Colesterolo Magg. Colesterolo = Minore Fluidità Testa polare Regione Irrigidita dal colesterolo Regione Più fluida Proteine Diminuiscono la fluidità Perché il doppio strato è fluido Temperatura Minore T = Minore fluidità

6 Copyright © 2006 Zanichelli editore Struttura dei Glicolipidi

7 Copyright © 2006 Zanichelli editore Glicolipidi Galattocerebroside Ganglioside G M1 Acido sialico (NANA) protezione della membrana da condizioni estreme: (basso pH; enzimi degradativi) alterazione del campo elettrico e della concentrazione di ioni (calcio) isolamento elettrico nella membrana mielinica processi di riconoscimento cellulare: (ganglioside G M1 agisce come recettore per la tossina colerica) funzione di legame con la matrice extracellulare Ruolo dei glicolipidi

8 Copyright © 2006 Zanichelli editore Glicocalice I glicolipidi sono presenti nello strato esterno della membrana plasmatica La maggior parte delle proteine della membrana plasmatica sono glicoproteine Le glicoproteine hanno piccole catene di molecole di zuccheri (oligosaccaridi) legate ad esse Proteoglicani sono proteine di membrana che hanno una o più lunghe catene polisaccaridiche legate Tutti i carboidrati delle glicoproteine, proteoglicani e glicolipidi localizzati sul lato non citosolico della membrane formano un rivestimento di zuccheri chiamato il glicocalice Il glicocalice protegge la surperfice cellulare dal danneggiamento meccanico e chimico lubrificando inoltre la superficie assorbendo acqua

9 Copyright © 2006 Zanichelli editore Glicocalice Rivestimento cellulare (glicocalice) Bilayer lipidico Glicoproteina transmembrana Glicoproteina assorbita Proteoglicano transmembrana spazio extra- cellulare glicolipide citosol

10 Copyright © 2006 Zanichelli editore Riconoscimento cellula-cellula Gli oligosaccaridi della superfice cellulare forniscono ciascun tipo cellulare con un distinto marker di identificazione Il glicocalice è usato nel riconoscimento cellula-cellula Particolarmente importante nel mediare le risposte infiammatorie oligosaccari de specifico lectina cellula endoteliale sito dinfezione neutrofilo

11 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le membrane hanno differente composizione 02476Mitocondriale interna 45244Epatocita 84349Eritrocita 37918Mielina CarboidratiLipidiProteineMembrana Composizione chimica di alcune membrane (in % ) E. coli Epatocita ,5453Mitocondriale interna 30072,2158,53124Eritrocita Mielina GlicolipidiDPGPGPSPIPESMPCColesteroloMembrana PC = fosfatidilcolina; SM = sfingomielina; PE = fosfatidiletanolammina; PI= fosfatidilinositolo; PS = fosfatidilserina; PG = fosfatidilglicerolo; DPG = difosfatidilglicerolo (cardiolipina) Composizione lipidica di alcune membrane (in %)

12 Copyright © 2006 Zanichelli editore Quali funzioni sono associate ai vari componenti? Lipidi: - Barriera idrofobica Proteine: - Trasporto Specifico - Riconoscimento e comunicazione - Conversione di energia Carboidrati: - Riconoscimento e comunicazione Le funzioni delle membrane plasmatiche

13 Copyright © 2006 Zanichelli editore Molecole indesiderabili, microorganismi ecc. Molecole nutritizie Componenti intracellulari Molecole nutritizie desiderabili Prodotti metabolici inutili Dogana La membrana plasmatica è una barriera selettiva

14 Copyright © 2006 Zanichelli editore Funzioni della membrana plasmatica Ricevere informazione Import-export di molecole Capacità di movimento ed espansione Le membrane cellulari possiedono una permeabilità selettiva che permette ad alcune sostanze di attraversarle più facilmente di altre e impedisce completamente il passaggio ad altre.

15 Copyright © 2006 Zanichelli editore 1. Barriera Selettiva - Circondare la cellula per mantenere organuli, enzimi, prodotti del metabolismo e certi ioni allinterno 2. Contenere sistemi enzimatici – metabolismo energetico ecc. (mitocondrio) 3. Contenere sistemi di trasporto – portare molecole nutritizie allinterno e mantenere le concentrazioni degli ioni 4. Contenere siti specifici di riconoscimento – scambio di informazione Funzioni della membrana plasmatica

16 Copyright © 2006 Zanichelli editore Struttura primaria (sequenza di aminoacidi) Proteine e membrana

17 Copyright © 2006 Zanichelli editore periferiche integrali superfice extracell. Superfice citosolica ancorate Proteine e membrana

18 Copyright © 2006 Zanichelli editore Come può un legame peptidico polare essere inserito allinterno della parte idrofobica di una membrana plasmatica? estremità amino (N-) terminale estremità carbossi (C-) terminale Proteine e membrana

19 Copyright © 2006 Zanichelli editore Le - eliche transmembrana tipicamente sono costituite da aminoacidi la maggior parte dei quali idrofobici. triptofanofenilalaninaprolinaisoleucina Proteine e membrana

20 Copyright © 2006 Zanichelli editore In una -elica i legami peptidici polari si trovano allinterno e i gruppi R delle catene laterali protrudono allesterno 3.6 residui/giro Proteine e membrana

21 Copyright © 2006 Zanichelli editore Es. La glicoforina: tipica proteina che attraversa la membrana plasmatica una volta Proteine e membrana

22 Copyright © 2006 Zanichelli editore Es. La Batteriorodopsina, tipica proteina che attraversa la membrana plasmatica sette volte Proteine e membrana

23 Copyright © 2006 Zanichelli editore Struttura delle Proteine di membrana Legame covalente a molecola lipidica Legame debole, non- covalente, ad unaltra proteina di membrana SPAZIO EXTRACELLULARE CITOSOL Bilayer lipidico Integrali foglietto- Transmembrana legate a lipidi Periferche attaccate a proteine -elica

24 Copyright © 2006 Zanichelli editore

25 Proteine di membrana Nelle cellule animali, il 50% della massa del plasmalemma sono proteine Le proteine di membrane hanno molte funzioni: Trasportatori Collegamento Recettori Enzimi Membrane differenti esprimono proteine differenti funzioni differenti SPAZIO EXTRACELLULARE CITOSOL

26 Copyright © 2006 Zanichelli editore La membrana eritrocitaria Le proteine della membrana interagiscono con il citoscheletro

27 Copyright © 2006 Zanichelli editore Grazie alle proteine, la membrana plasmatica svolge molteplici funzioni Molte proteine della membrana plasmatica sono enzimi appartenenti a squadre di catalizzatori che agiscono nella catena di montaggio delle molecole. Le proteine della membrana che agiscono come enzimi

28 Copyright © 2006 Zanichelli editore Proteine che utilizzano singole -eliche transmembrana sono tipicamente dei recettori: la parte extracellulare lega molecole segnale, la parte citoplasmatica segnala allinterno della cellula Altre proteine transmembrana formano pori idrofili che permettono a molecole idrofiliche di attraversare la membrana – ciò non è possibile con singole -eliche sono necessarie -eliche multiple Proteine transmembrana p.es. 5 -eliche formano canali idrofili attraverso il doppio strato fosfolipidico Catene laterali idrofobiche (verdi) entrano in contatto con le code di idrocarburi Catene laterali idrofiliche (rosse) formano un poro ripieno dacqua poro acquoso -elica bilayer lipidico

29 Copyright © 2006 Zanichelli editore Altre proteine di membrana funzionano da recettori di messaggeri chimici provenienti da altre cellule. Messaggero chimico Recettore Molecola attivata Le proteine della membrana che agiscono come recettori

30 Copyright © 2006 Zanichelli editore Numerosi stimoli diretti alle cellule agiscono attraverso recettori proteici localizzati nella membrana plasmatica Un ormone che raggiunge la membrana plasmatica si lega a una specifica proteina detta recettore. I recettori attraversano la membrana, sporgendo sia verso linterno sia verso lesterno. Le proteine della membrana che agiscono come recettori

31 Copyright © 2006 Zanichelli editore Alcune proteine di membrana hanno una funzione di trasporto e aiutano le sostanze ad attraversare la membrana stessa. ATP Le proteine della membrana che agiscono come trasportatori

32 Copyright © 2006 Zanichelli editore Proteine di trasporto 2 principali classi di proteine di trasporto: Proteine Carrier Legano il soluto da un lato della membrane e lo trasportano dallaltro lato con un cambiamento di conformazione della proteina Proteine Canale Formano pori idrofilici nella membrana attraverso cui certi ioni possono diffondere solutoione bilayer lipidico sito di legame del soluto poro idrofilo


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