La classificazione dei lipidi

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1 La classificazione dei lipidi Concetti chiave Le proprietà fisiche di un acido grasso sono determinate dalla sua lunghezza e dal suo grado di saturazione. I triacilgliceroli e i glicerofosfolipidi contengono acidi grassi esterificati al glicerolo. Gli sfingolipidi sono simili ai glicerofosfolipidi, ma possono includere grossi gruppi oligosaccaridici. Gli steroidi, gli isoprenoidi e altri lipidi svolgono svariate funzioni.

2 Alcuni acidi grassi a 18 atomi di carbonio (C 18 ) Acido a-linolenico

3

4 Gli acidi grassi più comuni di tipo biologico

5 I triacilgliceroli: acidi grassi esterificati al glicerolo

6 Nomenclatura dei triacilgliceroli

7 Olio, burro e grasso animale

8 Adipociti contenenti un globulo di grasso

9 I glicerofosfolipidi: scheletro e formula generale

10 Lo scheletro dei glicerofosfolipidi

11 La formula generale dei glicerofosfolipidi

12 I glicerofosfolipidi più comuni

13 I glicerofosfolipidi: le catene insature sono ripiegate

14 Le fosfolipasi idrolizzano i glicerofosfolipidi

15 La fosfolipasi A 2 e un glicerofosfolipide

16 Le sfingomieline

17 Un ceramide contenente sfingosina

18 I gangliosidi

19 Ganglioside GM1

20 Gli steroidi contengono quattro anelli fusi

21 Il colesterolo

22 Gli esteri del colesterolo

23 Alcuni esempi di ormoni steroidei

24 Le vitamine D 2 e D 3 sono derivati degli steroli

25 Gli isoprenoidi: lipidi non strutturali con scheletro isoprenico

26 Il coenzima Q dei mammiferi contiene dieci unità isoprenoidi ed è solubile nelle membrane

27 La vitamina A: un fotorecettore in condizioni di bassa intensità di luce

28 La vitamina K partecipa alla coagulazione del sangue

29 La vitamina E previene i danni ossidativi

30 Gli eicosanoidi hanno molte funzioni biologiche

31 La classificazione dei lipidi Punto di verifica In cosa i lipidi differiscono dalle altre principali classi di molecole biologiche? Spiegate le motivazioni della tendenza all'aumento del punto di fusione dei lipidi con l'aumentare della lunghezza della catena dell'acido grasso. Spiegate poi qual è la tendenza all'aumentare del numero dei doppi legami. Spiegate le motivazioni per cui i grassi contengono un'energia pari a circa 38 kj per grammo mentre i carboidrati contengono solamente circa 17 kj di energia per grammo. Riassumente le strutture e le proprietà fisiche degli acidi grassi, dei triacilgliceroli, dei glicerofosfolipidi, degli sfingolipidi e degli steroidi. Quali forme di lipidi possono essere considerati glicolipidi? E fosfolipidi? Quali sono invece ionici? Riassumete le funzioni degli steroidi e degli eicosanoidi.

32 I doppi strati lipidici Concetti chiave Alcune molecole anfifiliche formano doppi strati. Il doppio strato è una struttura fluida in cui i lipidi diffondono lateralmente in modo molto veloce.

33 Ultrastruttura

34 Il reticolo endoplasmatico

35 L'apparato di Golgi

36 La membrana plasmatica La membrana plasmatica è una struttura sovramolecolare formata da lipidi, proteine e glucidi

37 Il doppio strato lipidico della membrana plasmatica si forma in modo spontaneo; principalmente per effetto idrofobico e in virtù delle caratteristiche geometriche dei fosfolipidi

38 LIPIDI DI MEMBRANA

39 La parte centrale del doppio strato è fluida

40 Transizione di fase in un doppio strato lipidico Stato liquido disordinato, L d Stato liquido ordinato, L o

41 Composizione lipidica delle membrane di un epatocita In cellule diverse, le stesse membrane possono avere composizioni differenti in termini di lipidi

42 Le membrane presentano una distribuzione asimmetrica dei fosfolipidi

43 Le membrane presentano una organizzazione in domini Lipid raft Dominio non-raft

44 Le proteine associate alle membrane biologiche: proteine periferiche e proteine integrali

45 Le proteine integrali sono molecole anfifiliche orientate asimmetricamente

46 Le proteine transmembrana possono contenere α eliche: la batteriorodopsina Batteriorodopsina PDBid 2BRD

47 Le proteine transmembrana possono contenere fogliette beta disposti a barile: la maltoporina

48 Le membrane presentano una serie complessa di specializzazioni: l esempio delle caveolae

49 Le membrane presentano una serie complessa di specializzazioni: l esempio della membrana eritrocitaria L estrema flessibilità ed elasticità della membrana dei globuli rossi dipende dal citoscheletro sottostante la membrana stessa

50 Processi cellulari in cui sono coinvolte le membrane

51 Movimenti dei lipidi di membrana

52 TIPI di TRASPORTO attraverso la membrana

53 Gradiente chimico ed elettrochimico

54 Termodinamica del trasporto di membrana

55 Trasporto attivo In ultima analisi, l energia necessaria per il trasporto attivo deriva dall idrolisi dell ATP

56 I sistemi di trasporto

57 Trasporto facilitato: il trasporto del glucosio mediato dal trasportatore del glucosio eritrocitario GLUT1

58 Trasporto attivo vs trasporto facilitato: il trasporto del glucosio negli e dagli enterociti

59 Cotrasporto facilitato: il trasporto del bicarbonato attraverso la membrana eritrocitaria (antiporto)

60 Le membrane biologiche hanno un potenziale elettrico non nullo

61 Due tipi di ionofori

62 Lo ionoforo valinomicina

63 Il complesso valinomicina ione K +

64 I doppi strati lipidici Punto di verifica Perché i glicerofosfolipidi e gli sfingolipidi formano doppi strati, ma non gli acidi grassi? Spiegate come mai la diffusione laterale dei lipidi di membrana è più veloce della diffusione trasversale. Quali sono i fattori che influenzano la fluidità di un doppio strato?

65 Le proteine di membrana Concetti chiave Le proteine integrali di membrana contengono una struttura transmembrana costituita da a-eliche o da barili b la cui superficie è idrofobica. Le proteine legate ai lipidi hanno un gruppo prenilico o un gruppo costituito da un acido grasso o un gruppo glicosilfosfatidilinositolico legato covalentemente. Le proteine periferiche di membrana interagiscono non covalentemente con altre proteine o lipidi a livello della superficie della membrana.

66 Le proteine di membrana Punto di verifica Spiegate quali sono le differenze tra le proteine integrali e periferiche di membrana. Quali sono i due tipi di strutture secondarie presenti nelle proteine transmembrana? Descrivete alcune modificazioni covalenti delle proteine legate ai lipidi.

67 Struttura e assemblaggio delle membrane Concetti chiave Il modello a mosaico fluido descrive i riarrangiamenti dinamici e le interazioni tra i lipidi e le proteine di membrana. Lo scheletro della membrana conferisce la forma alla cellula anche se è flessibile. I lipidi non sono distribuiti in modo uniforme nella membrana e possono formare zattere lipidiche. La via di secrezione descrive il passaggio attraverso le membrane delle proteine transmembrana e di quelle secrete. Diversi tipi di vescicole rivestite mediano il trasporto delle proteine tra i compartimenti cellulari.

68 ESOCITOSI

69 Fusione di una vescicola con la membrana plasmatica

70 Le vescicole rilasciano i neurotrasmettitori nello spazio sinaptico

71 Struttura e assemblaggio delle membrane Punto di verifica Descrivete il modello a mosaico fluido. Perché le membrane biologiche sono asimmetriche?

72 La termodinamica del trasporto Concetti chiave La variazione di energia libera per consentire il movimento di una sostanza attraverso una membrana dipende dalle sue concentrazioni presenti su ogni lato della membrana e, per gli ioni, dal potenziale di membrana. Per una sostanza che non può diffondere direttamente attraverso una membrana, il trasporto può essere mediato da una proteina e potrebbe richiedere un apporto di energia.

73 Il trasporto mediato passivo Concetti chiave Il trasporto mediato passivo è operato dagli ionofori, dalle porine, dai canali ionici, dalle acquaporine e dalle proteine di trasporto. Gli ionofori possono trasportare ioni o formare canali. Le porine forniscono una via di passaggio per gli ioni o per i soluti non polari. I canali ionici sono altamente selettivi e la loro apertura è regolata. Le proteine di trasporto possono mediare l'uniporto, il simporto e l'antiporto.

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