Le membrane cellulari

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1 Le membrane cellulari

2 La struttura delle membrane biologiche Le membrane cellulari sono formate da un doppio strato fosfolipidico dove si trovano varie proteine, che possono essere: periferiche: si trovano solo solo da un lato della membrana integrali: attraversano tutto il doppio strato fosfolipidico I carboidrati sono situati sulla faccia esterna, dove sporgono nell ambiente extracellulare. 13/11/11

3 Le componenti della membrana I lipidi (soprattutto colesterolo) conferiscono stabilità e fluidità alla membrana. La membrana cellulare è semi-permeabile, attraverso la membrana possono passare solo alcune sostanze. Il passaggio delle sostanze attraverso la membrana può avvenire in due modi: - senza apporto di energia da parte della cellula (trasporto passivo), - con l impiego di energia (ATP) (trasporto attivo).

4 La diffusione attraverso una membrana semipermeabile Nella cellula esistono tre meccanismi di trasporti passivi 1. diffusione semplice 2. diffusione facilitata 3. osmosi Tutti questi meccanismi hanno in comune due caratteristiche: 1. avvengono secondo gradiente di concentrazione, cioè dalla zona a concentrazione maggiore verso la zona a concentrazione minore; 2. sono meccanismi di trasporto passivo, cioè non richiedono energia. 13/11/11

5 1. La diffusione semplice La diffusione semplice è il passaggio di piccole molecole (solubili nei lipidi) attraverso la membrana. Queste sostanze si muovono dalla soluzione dove sono più concentrate alla soluzione dove sono meno concentrate. Queste sostanze si muovono quindi secondo gradiente di concentrazione.

6 2. La diffusione facilitata La diffusione facilitata è il passaggio di una sostanza secondo gradiente per mezzo di specifiche proteine di membrana: Avviene attraverso canali proteici formati da proteine integrali di membrana I canali proteici della membrana sono proteine che presentano un poro centrale. I canali proteici più conosciuti sono i canali ionici, ciascuno specifico per un solo ione. Canali proteici chiamati acquaporine, controllano il passaggio dell acqua attraverso le membrane.

7 3. Osmosi È la diffusione delle molecole d acqua. Un processo passivo, che non consuma energia. Ai due lati della membrana l acqua è sempre mescolata con diversi soluti (ioni e molecole) -Soluzioni con una concentrazione identica dei soluti si chiamano isotoniche. -La soluzione in cui la concentrazione del soluto è maggiore è detta ipertonica - La soluzione nella quale la concentrazione del soluto è più bassa si dice ipotonica. 13/11/11

8 3. Osmosi L acqua diffonde dalla zona dove la sua concentrazione è maggiore (la soluzione ipotonica) verso la zona dove la propria concentrazione è minore (la soluzione ipertonica). Soluzione isotonica Soluzione ipotonica all interno della cellula Soluzione ipertonica all interno della cellula Cellula animale (1) Risulta normale (2) Si gonfia fino a scoppiare (3) Si contrae Membrana plasmatica Cellula vegetale 13/11/11 (4) Perde consistenza (5) È turgida (6) Si contrae

9 Il trasporto attivo Quando una sostanza si sposta contro il suo gradiente di concentrazione, il trasporto richiede un consumo di energia (ATP). Le modalità di trasporto attivo attraverso una membrana sono tre: 1. uniporto, la proteina di trasporto trasferisce una sola sostanza in un unica direzione. 2. simporto, la proteina di trasporto trasferisce due sostanze nella stessa direzione. 3. antiporto: la proteina di trasporto trasferisce due sostanze in direzioni opposte

10 Endocitosi ed esocitosi Le molecole di grandi dimensioni (come proteine e polisaccaridi) possono attraversare la membrana plasmatica in entrata e in uscita grazie all endocitosi oppure grazie all esocitosi. Endocitosi È il processo utilizzato dalla cellula eucariotica per portare dentro le sostanze. La membrana plasmatica ingloba la sostanza. 13/11/11

11 Tre tipi di endocitosi: 1. Fagocitosi Trasporto all interno della cellula di molecole di grandi dimensioni. 2. Pinocitosi Trasporto all interno della cellula di sostanze liquide. 3. L endocitosi mediata da recettori Avviene grazie alla presenza di particolari proteine integrali di membrana chiamate recettori. Le sostanze, prima di entrare nella cellula devono essere riconosciute da questi recettori specifici che le fanno poi entrare.

12 Esocitosi L esocitosi è il processo in cui una vescicola formatasi all interno della cellula si fonde con la membrana plasmatica, liberando all esterno le sostanze che contiene. Il doppio strato fosfolipidico delle due membrane (membrana della vescicola e membrana plasmatica) si fonde formando un apertura verso l esterno della cellula. Il contenuto della vescicola si riversa all esterno della cellula mentre la membrana della vescicola si fonde completamente con la membrana plasmatica. 13/11/11