5.10 Grazie alle proteine, la membrana plasmatica svolge molteplici funzioni

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1 5.10 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. Figura 5.10A

2 Altre proteine di membrana funzionano da recettori di messaggeri chimici provenienti da altre cellule. Messaggero chimico Recettore Figura 5.10B Molecola attivata

3 Alcune proteine di membrana hanno una funzione di trasporto e aiutano le sostanze ad attraversare la membrana stessa. Figura 5.10C ATP

4 5.11 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 l interno sia verso l esterno. Figura 5.11

5 5.12 Le sostanze possono diffondere attraverso le membrane Nel trasporto passivo (diffusione), le sostanze diffondo attraverso le membrane senza che le cellule compiano alcun lavoro: le particelle si spostano spontaneamente da una zona dove sono più concentrate a una dove soo meno concentrate. Molecole di colorante Membrana Equilibrio Figura 5.12

6 Piccole molecole non polari diffondono facilmente attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana. Ne sono un esempio l ossigeno molecolare (O 2, essenziale per il metabolismo) il diossido di carbonio (CO 2, un prodotto di rifiuto metabolico)

7 5.13 La diffusione di molte molecole è facilitata da proteine di trasporto Molte tipi di molecole non diffondono liberamente attraverso le membrane. Queste molecole attraversano le membrane con l aiuto di proteine di trasporto che forniscono un passaggio attraverso le membrane in un processo chiamato diffusione facilitata. Molecole di soluto Figura 5.13 Proteina di trasporto

8 5.14 La cellula spende energia per il trasporto attivo Le proteine di trasporto possono spostare i soluti contro un gradiente di concentrazione attraverso il trasporto attivo, un processo che richiede ATP. Proteina di trasporto Soluto ATP P ADP La proteina cambia forma P Il gruppo fosfato si allontana 1 Legame con il soluto 2 Fosforilazione 3 Trasporto 4 Proteina originaria Figure 5.14 P

9 5.15 L osmosi è una diffusione di acqua attraverso una membrana semipermeabile Nell osmosi l acqua si sposta da una soluzione nella quale la concentrazione di soluto è minore a una soluzione nella quale la concentrazione di soluto è maggiore. Minore concentrazione di soluto Molecola di soluto Membrana selettivamente permeabile Molecole d acqua Maggiore concentrazione di soluto Uguale concentrazione di soluto Figura 5.15 Molecola di soluto circondata da molecole d acqua Movimento netto dell acqua

10 5.16 Per gli organismi è molto importante un equilibrio idrico tra le cellule e l ambiente circostante Il controllo dell equilibrio idrico in una cellula si chiama osmoregolazione. Le condizioni ideali per una cellula animale e una vegetale sono, rispettivamente, una soluzione isotonica e una soluzione ipotonica.

11 Comportamento delle cellule poste in soluzioni con diversa concentrazione: Soluzione isotonica Soluzione ipotonica Soluzione ipertonica Cellula animale (1) Risulta normale (2) Si gonfia fino a scoppiare (3) Si contrae Membrana plasmatica Cellula vegetale (4) Perde consistenza (5) È turgida (6) Si contrae Figura 5.16

12 5.17 Le molecole di grandi dimensioni vengono trasportate per esocitosi ed endocitosi Le molecole e le particelle di grandi dimensioni attraversano la membrana mediante un processo chiamato esocitosi: una vescicola, delimitata da una membrana e ripiena di macromolecole, si fonde con la membrana plasmatica riversando fuori dalla cellula il proprio contenuto. Liquido extracellulare Vescicola Proteina Figura 5.17A Citoplasma

13 Nel processo inverso all esocitosi, l endocitosi, la cellula ingloba le macromolecole o altre particelle, formando con la propria membrana delle vescicole nel citoplasma. Formazione della vescicola Figura 5.17B

14 LM 230 TEM TEM L endocitosi può avvenire in tre modi: fagocitosi; pinocitosi; endocitosi mediata da un recettore. Pseudopodio di un ameba Particella di cibo da ingerire Membrana plasmatica Molecole legate ai recettori proteici Fossetta Citoplasma Fagocitosi Pinocitosi Endocitosi mediata da un recettore Figura 5.17C

15 5.18 Membrane difettose possono sovraccaricare il sangue di colesterolo Se i recettori del colesterolo nelle membrane sono pochi o non funzionano, il sangue può accumulare livelli elevati di colesterolo. Goccia di LDL Colesterolo Strato esterno fosfolipidico Vesicola Proteina Figura 5.18 Membrana plasmatica Recettore proteico Citoplasma

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