Biologia Trasporti di membrana Vedi mappa concettuale A cura di Dario Filippini Trasporti di membrana Vedi mappa concettuale

Diffusione facilitata Mappa concettuale Membrana cellulare Trasporto di membrana Trasporto Attivo Trasporto Passivo Trasporto Primario Trasporto Secondario Osmosi Diffusione semplice Diffusione facilitata Indietro Fonte principale: Wikipedia

I trasporti di membrana sono essenziali per la vita cellulare poiché permetto il passaggio di molecole di nutrimento per la cellula Per capire meglio come avvengono questi trasporti dobbiamo prima capire come è fatta la membrana cellulare Membrana Cellulare

La membrana cellulare svolge 4 funzioni fondamentali é un sottile rivestimento (50 Angstrom), che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa con l'ambiente esterno e ne regola gli scambi con questo. Formata in prevalenza da fosfolipidi, viene chiamata anche "doppio strato fosfolipidico". Nella componente lipidica si vanno a collocare, con importanti funzioni fisiologiche, proteine e una piccola percentuale di glucidi, in forma di glicoproteine e glicolipidi, e di molecole di colesterolo che la stabilizzano. La membrana cellulare svolge 4 funzioni fondamentali Vedi trasporto di membrana Permettere il passaggio selettivo delle molecole destinate ad entrare all’interno della cellula. Consentire l’uscita verso la matrice extracellulare delle sostanze da eliminare, che possono essere tossiche per la cellula; Impedire che agenti esterni possano danneggiare fisicamente i componenti interni della cellula; Mantenere costante il pH del citosol. Vedi schema di una membrana vedi posizione dei fosfolipidi Approfondisci fosfolipidi

indietro

indietro

Fosfolipidi I fosfolipidi hanno la struttura molto simile a quella dei lipidi, senza di essi la cellula non potrebbe esistere poiche hanno l’importantissimo compito di confinare gli organuli ed il citoplasma. Sono posizionati in modo tale da avere la testa idrofila a contatto con l’ambiente acquoso interno od esterno. Un fosfolipide si può dividere in: Coda idrofoba Testa idrofila Acidi grassi indietro Fosfolipide

Trasporto di membrana Con il termine trasporto di membrana ci si riferisce a diversi processi attraverso i quali la cellula è in grado di permettere l'attraversamento delle membrane biologiche alle molecole che non sono in grado di diffondervi autonomamente. I trasporti si possono dividere in due tipi: Trasporto attivo Trasporto passivo indietro

Trasporto attivo Trasporto Secondario Trasporto Primario indietro Il trasporto attivo è il trasporto di molecole attraverso la membrana plasmatica mediato da una proteina transmembrana detta trasportatore di membrana. A differenza di quanto avviene nel trasporto passivo, nel trasporto attivo è richiesta una spesa energetica ed è sempre necessaria la mediazione di un trasportatore. In questa forma di trasporto le molecole si muovono contro un gradiente elettrico, chimico o elettrochimico. Si distinguono due classi principali di trasporto attivo: il trasporto primario, che usa direttamente l'energia per ottenere il trasporto e quello secondario, in cui avviene trasporto di una sostanza resa possibile dal trasporto primario di un'altra. Trasporto Primario Trasporto Secondario indietro

Trasporto attivo primario Nel trasporto primario il consumo di ATP, è accoppiato direttamente al movimento della sostanza attraverso la membrana. Un tipico trasportatore primario, presente universalmente nelle cellule è la pompa sodio-potassio Schema di molecola di Adenosin Trifosfato (ATP) indietro

Trasporto attivo secondario Nel trasporto secondario non viene speso direttamente ATP, ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimico creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula. Questo significa che il trasporto secondario si basa comunque sul consumo di ATP, che permette di mantenere la differenza di potenziale senza la quale non ci sarebbe possibilità di trasporto secondario. I tre tipi di trasporto secondario: I. Uniporto II. Simporto III. Antiporto indietro

Il trasporto passivo può avvenire in 3 modalità: Il trasporto passivo consiste nel passaggio di molecole secondo gradiente. Per tale passaggio non è richiesto l’utilizzo di energia biochimica (come ATP). Esso può essere mediato da proteine di membrana. Questo tipo di trasporto può essere di due tipi differenti: diffusione semplice, diffusione facilitata. Il trasporto passivo può avvenire in 3 modalità: Osmosi Diffusione semplice Diffusione facilitata indietro

Applicazione dell’osmosi nella tecnologia moderna Il termine osmosi indica la diffusione del solvente attraverso una membrana semipermeabile liquido a minor concentrazione di soluto verso quello a maggior concentrazione di soluto, quindi secondo il gradiente di concentrazione. L'osmosi è un processo fisico spontaneo, che tende a diluire la soluzione più concentrata, e a ridurre la differenza di concentrazione. Applicazione dell’osmosi nella tecnologia moderna Ogni soluzione possiede una pressione osmotica che è direttamente proporzionale alla sua molarità Esempio Torna indietro

Osmosi nella tecnologia Osmosi inversa Se io ho due liquidi, uno con acqua sporca ed uno con l’acqua pulita separati da una membrana semipermeabile otterrò che l’acqua pulita andrà in quella sporca per osmosi, poiché l’acqua sporca ha un gradiente di salinità maggiore dell’acqua pulita. Ma se io con una pompa costringo l’acqua sporca a passare nella membrana semipermeabile superando la pressione osmotica otterrò dell’acqua distillata. Questa procedura si chiama osmosi inversa o ultrafiltrazione ed è utilizzata per depurare l’acqua. È stata utilizzata la prima volta nelle portaerei nucleari americane per produrre acqua dolce da quella salata evitando così continui rifornimenti Elettrosmosi Osmosi nei cibi Esiste anche l’elettrosmosi che consiste nel passaggio di corrente elettrica tra i due contenitori accelerando il passaggio di ioni e quindi della pressione osmotica L’osmosi è anche utilizzata per conservare meglio i cibi con le tecniche di Salatura e Salamoia Torna indietro

Per osmosi l’acqua passerà dalla soluzione meno concentrata alla più concentrata finche non avranno lo stesso gradiente di salinità indietro =acqua 50 =acqua 100 =acqua 100 =acqua 150     Concentrazione: 5 Concentrazione: 1/10 Concentrazione: 5 Concentrazione: 3/10 Membrana semipermeabile

Diffusione semplice La diffusione semplice è un tipo di trasporto che non necessita di nessun sistema proteico. Le molecole sono capaci di diffondere facilmente attraverso il doppio strato lipidico. Le molecole apolari passano facilmente perché la zona interna della membrana è costituita de catene idrocarburiche. Anche piccole molecole polari come l'acqua, l'urea, il glicerolo e l'etanolo e l'indolo riescono a passare pur con una certa difficoltà. Nonostante la sua forte polarità l'acqua riesce a passare perché essendo molto piccola sguscia facilmente tra di esse. In questo tipo di trasporto, il gradiente di concentrazione è favorevole, ed è di segno positivo. Non c'è pertanto una spesa energetica in termini di ATP per spingere la molecola dall’altra parte della membrana. Torna indietro

Diffusione Facilitata La diffusione facilitata è un processo di trasporto passivo cellulare, simile alla diffusione semplice. Come la diffusione semplice è un trasporto di una specie chimica secondo gradiente; ma vi differisce per altri aspetti. Le molecole polari grosse e gli ioni passano con difficolà e molto lentamente nella zona delle catene idrocarburiche della membrana e al limite non riescono proprio a passare. Per far passare queste macromolecole la cellula utilizza delle proteine canale che le fanno passare senza farle entrare in contatto con le sostanze idrofobe che costituiscono la membrana, quindi facilitando la diffusione di questi elementi Torna indietro