nm di spessore

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4 nm di spessore

5 Modello a mosaico fluido

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7 Secondo il modello a mosaico fluido la membrana è discontinua, fluida e asimmetrica

8 Nella struttura a mosaico gli strati lipidici formano una matrice fluida viscosa nella quale sono immerse la proteine Questa fluidità consente a molte proteine di subire spostamenti di translazione sul piano della membrana

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11 hanno più fluidità

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13 Negli sfingolipidi è presente la Sfingosina al posto del glicerolo Queste molecole svolgono un ruolo Importante in diversi processi biologici quali proliferazione differenziamento motilità ecc. Eritrociti:17% Mielina: 8.5% Mitocondri: 3% Batteri: 0%

14 GLICOLIPIDI: eritrociti 10%, mielina 26% Derivano dalla sfingosina, e sono presenti solo sul foglietto esterno della membrana plasmatica Il GM1 è recettore per la tossina del colera ed è implicato in gravi malattie degenerative del sistema nervoso

15 Il colesterolo può essere introdotto con l alimentazione, ma è principalmente sintetizzato dal fegato. L uomo produce 1-2 g. di colesterolo al giorno. E precursore di molte sostanze biologicamente rilevanti: Vitamina D, acidi biliari, ormoni steroidei. A seconda della temperatura ha diversi effetti sulla fluidità di membrana. E pressochè assente nelle membrane mitocondriali.

16 Eritrociti e mielina 25% Mitocondri 3% Batteri 0%

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18 Alcuni ruoli dei lipidi di membrana Ruolo Ruolo primario dei nell organizzazione lipidi di membrana strutturale della membrana Cambiamenti nel grado di insaturazione degli ac. grassi possono influenzare Il trasporto di membrana e l attività di diversi enzimi (ATPasi, adenilciclasi, ecc.) Il grado di insaturazione degli acidi grassi e la quantità di colesterolo influiscono sulla fluidità della membrana L idrolisi del fosfatidilinositolo dà origine a prodotti (IP3 e DAC) che hanno funzione regolativa su varie funzioni cellulari attraverso la stimolazione di protein chinasi C e di altre protein chinasi calciodipendenti.

19 L asimmetria delle proteine è una delle principali caratteristiche delle membrane

20 CARICA ELETTRICA DELLA SUPERFICIE CELLULARE, INTERAZIONI TRA CELLULE, PROPRIETA ANTIGENICHE, STRUTTURA dei RECETTORI CELLULARI sono alcune delle funzioni collegate alla presenza di GRUPPI SACCARIDICI nelle GLICOPROTEINE PRESENTI SUL VERSANTE ESTERNO DELLA MEMBRANA

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22 Alcuni ruoli principali delle proteine di membrana Le glicoproteine presenti sul versante extracellulare sono responsabili dei fenomeni di interazione e riconoscimento nei confronti di molecole presenti nell ambiente esterno o sulla membrana di cellule adiacenti. Hanno funzione di recettori per ormoni, fattori regolativi e nutrizionali Hanno funzione di trasporto (trasportatori e canali ionici) Permettono l interazione della membrana con le componenti citoplasmatiche (citoscheletro). Nella trasduzione del segnale, le proteine di membrana attivano una cascata di eventi che modificano la attività cellulari in funzione del messaggio portato dal ligando. Hanno funzione antigenica (glicoproteine del complesso maggiore di istocompatibilità)

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24 La membrana plasmatica mediante le integrine (dominio RGD, arginina-glicina-acido aspartico) lega le proteine della matrice extracellulare.

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27 Esistono diversi tipi di recettori di membrana Recettori transmembrana accoppiati a proteine G Sono recettori formati da 7 alfa-eliche transmembrana I bersagli delle proteine G sono l adenil ciclasi, la fosfolipasi C e i canali ionici del calcio e del potassio Recettori ad attività enzimatica intrinseca Agiscono fosforilando residui di tirosina Sono attivati da molti fattori di crescita Recettori annessi a canali ionici Sono recettori che legano specificamente un ligando e hanno la funzione di canale ionico Sono presenti a livello delle sinapsi

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30 Fosfatidil inositolo

31 Canale voltaggio- o ligandodipendente

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42 Il modello più utilizzato per studiare le molecole della membrana plasmatica sono i globuli rossi

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46 LE MEMBRANE BIOLOGICHE SONO SEMIPERMEABILI Più piccola è la molecola meno legami idrogeno forma con l acqua e più rapidamente diffonde attraverso Il doppio strato lipidico

47 Il passaggio attraverso la membrana avviene secondo due modalità: Trasporto passivo (non implica consumo di energia) Trasporto attivo e endocitoci/esocitosi (comporta consumo di energia)

48 Confronto del trasporto passivo lungo un gradiente elettrochimico con il trasporto attivo Urea glicerolo etanolo O2 CO2 N2 L apertura del canale può essere regolata da ligandi, secondi messaggeri o potenziale elettrico

49 I trasportatori Esistono legano due classi in modo principali specifico di proteine il soluto di da trasporto trasportare di membrana: come ad esempio glucosio, trasportatori acidi grassi, aminoacidi, e canali nucleotidi. Le proteine canale possono essere regolati da ligandi (per esempio i recettori dell acetilcolina o secondi messaggeri come Ins-P3 che stimola il rilascio di calcio da compartimenti intracellulari o sono canali voltaggio-dipendenti (canali del sodio, potassio, calcio e cloro) che si attivano in seguito a variazioni di potenziale. Le acquaporine sono canali che permettono passaggio di acqua fino al raggiungimento dell equilibrio osmotico.

50 Modello ipotetico che mostra come un cambiamento di conformazione in una proteina trasportatrice potrebbe mediare la diffusione facilitata di un soluto: glucidi, Aminoacidi, nucleosidi. Il passaggio avviene con una cinetica simile a quella catalizzata dalla reazione enzima-substrato Se la conc. di A è maggiore all esterno una quantità maggiore si legherà al trasportatore

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52 TRASPORTO ATTIVO

53 Mediante il trasporto attivo la cellula accumula o espelle soluti contro il gradiente di concentrazione L ATP asi Na-K è necessaria per mantenere l equilibrio osmotico e pertanto per stabilizzare il volume cellulare

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55 TRE TIPI DI TRASPORTO Contro concentrazione TRASPORTO ATTIVO SECONDARIO Trasporto attivo Diffusione facilitata

56 simportatore di glucosio, che cotrasporta secondo gradiente due ioni sodio per ogni molecola di glucosio importata nella cellula. SIMPORTO Trasporto facilitato Pompa ionica L'antiporto è il trasporto contemporaneo di due specie ioniche o di altri soluti che si muovono in direzioni diverse attraverso la membrana. Lo scambiatore sodio-calcio è una proteina di membrana con attività antiporto con la funzione di rimuovere il calcio dalle cellule in favore del sodio.

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