Plasma membrane. Endoplasmic reticulum. Nucleus. Golgi apparatus. Mitochondrion Lysosome. Ribosome

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Andrea Colli
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1 Endoplasmic reticulum Plasma membrane Nucleus Golgi apparatus Ribosome Mitochondrion Lysosome

2 Funzioni 1- Compartimentazione 2- Localizzazione per attività biochimiche 3- Barriera selettiva 4- Trasporto di soluti 5- Risposta a segnali esterni 6- Interazioni fra cellule 7- Produzione d energia

3 Modello a mosaico fluido

4 Basic Model of Membrane Structure Singer and Nicolson (1972) Fluid mosaic model Lipids are fluid, i.e. free to move in two dimensions. lateral diffusion (10 7 /sec), rotate, flex, bob, flip-flop 70-80% of membrane proteins are integral; rest peripheral.

5 Il rapporto quantitativo tra proteine e lipidi è molto variabile tra i diversi tipi di membrane, ed è associato alle loro proprietà funzionali

6 Le membrane più ricche di proteine risultano molto permeabili comunicazione (membrana mitocodriale esterna) Le membrane più ricche di lipidi isolamento (guaina mielinica delle fibre nervose)

10 Colesterolo

11 Ruolo stabilizzatore del Colesterolo Diminuisce la fluidità della membrana a temperature elevate poiché si intercala con i suoi anelli rigidi Aumenta la fluidità a basse temperature perché impedisce che le catene idrocarburiche dei fosfolipidi si assestino adeguatamente quando la temperatura si abbassa riducendo la tendenza alla gelificazione

12 La fluidità dipende: Dalla lunghezza delle catene di acido grasso Presenza di doppi legami Presenza di colesterolo

13 La fluidità è tanto maggiore quanto più numerose sono le catene lipidiche corte ed insature, in quanto hanno minori possibilità di contrarre tra loro interazioni idrofobiche

15 Diversity of Membrane Lipids

16 Zattera lipidica: RAFT La membrana non è del tutto uguale per tutta la sua lunghezza. In certe regioni vi sono altre componenti definite zattere lipidiche, regioni ove si accumulano particolari proteine e lipidi per cui presentano uno spessore maggiore, si concentrano in particolare : colesterolo,sfingolipidi, particolari proteine della membrana

17 1 singola α elica 2 multiple α elica 3 foglietto β arrotolato 4 ancorata alla superficie citosolica da un α elica 5 ancorata mediante un lipide 6 ancorata mediante un oligosaccaride 7 e 8 ancorate ad altre proteine

18 Le proteine transmembrana, come i fosfolipidi sono molecole anfipatiche. Gli aminoacidi idrofobici sono segnati in verde ed in giallo

19 Le proteine di membrana sono mobili ma esistono dei limiti alla loro mobilità. Regioni ben definite della cellula presentano funzioni diverse in quanto sono caratterizzate da proteine diverse

20 Ci sono meccanismi che controllano la mobilità delle proteine (complessi giunzionali, elementi del citoscheletro)

22 I carboidrati entrano nella composizione delle membrane in percentuale limitata (3-8%). Essi sono in genere costituiti da oligosaccaridi associati a proteine, formando le glicoproteine, oppure a lipidi, formando i glicolipidi. E possibile tuttavia riscontrare anche catene polisaccaridiche associate alle proteine per formare i proteoglicani integrali di membrana. La componente carboidratica si trova sempre localizzata dal lato extracitoplasmatico della membrana e va a costituire il cosidetto rivestimento cellulare o glicocalice. I glicolipidi e le glicoproteine di membrana possono funzionare come antigeni (ad esempio i determinanti dei gruppi sanguigni ABO), oppure come recettori per i diversi tipi di molecole segnale.

23 Tutti gli elementi della membrana sono in costante turnover! Le proteine vengono continuamente sintetizzate dal RER, i lipidi dal REL ed gli zuccheri dal RER e Golgi

24 Diffusione semplice Diffusione attraverso i pori Diffusione Facilitata Trasporto Attivo Trasporto Attraverso vescicole

27 Trasporto passivo o diffusione Non si ha consumo di energia perché segue le leggi della diffusione Richiede l esistenza di un gradiente elettrochimico Avviene sempre dal versante a maggiore concentrazione verso quello di concentrazione minore Trasporto attivo Si ha consumo di energia Avviene contro il gradiente di concentrazione Avviene sempre attraverso proteine di membrana specializzate permeasi o pompe

28 Diffusione semplice Attraverso il doppio strato lipidico Attraverso proteine canale Diffusione facilitata Attraverso proteine canale Attraverso proteine vettrici carrier

29 OSMOSI Trasporto passivo di H 2 O attraverso la membrana plasmatica

30 Diffusione facilitata e diffusione semplice

32 Il cambiamento di conformazione può mediare il trasporto passivo

34 Uniporto Trasporto accoppiato

35 Pompa sodio-potassio

37 Trasporto accoppiato sodio-glucosio

38 La differente distribuzione delle proteine conferisce specifiche caratteristiche funzionali

39 Trasporto transcellulare del glucosio

40 LISOSOMI

41 Tre modalità di trasporto attivo

42 Esocitosi

43 Endocitosi

45 Esocitosi Endocitosi

46 Smistamento delle proteine nella cellula

47 Dal Volume: La Cellula, un approccio molecolare

48 Dal Volume: La Cellula, un approccio molecolare

49 Dal Volume: La Cellula, un approccio molecolare

51 Trasporto intracellulare di proteine

52 Trasporto attraverso i pori nucleari

53 Trasporto vescicolare

55 Secrezione Costitutiva e Secrezione Regolata

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