Concetti Chiave
- Il modello del mosaico fluido descrive la membrana cellulare come un doppio strato di lipidi con diverse molecole proteiche immerse, secondo Singer e Nicholson.
- I fosfolipidi, costituenti principali delle membrane, presentano una struttura antipatica con teste idrofiliche e code idrofobiche che orientano il loro comportamento in acqua.
- Le proteine di membrana possono avere strutture ad alfa-elica o globulare, contribuendo a funzioni vitali come la selettività della membrana.
- La fluidità del mosaico è influenzata dalle condizioni chimicofisiche, rendendo la membrana flessibile e permettendo il movimento delle molecole liposolubili.
- La matrice extra-cellulare, presente nelle cellule animali, è composta da fibre di collagene e glicoproteine, svolgendo funzioni di sostegno e connessione tra le cellule.
Il modello del mosaico fluido
Il modello di membrana oggi più accreditato è quello del “mosaico fluido”, cui vengono aggiunte via via nuove scoperte.
La membrana, secondo S.J. Singer e G.L. Nicholson (1972), è costituita da un doppio strato di lipidi caratteristicamente orientati, nei quali sono immersi in vario grado differenti tipi di molecole proteiche .
Le quantità delle proteine e dei lipidi variano nei diversi tipi di cellule. Generalmente il contenuto lipidico va dal 30% al 50% e la rimanente parte è costituita dalle proteine. I più comuni lipidi di membrana sono i fosfolipidi e gli sfingolipidi; a queste due classi di lipidi si aggiunge, solo nelle membrane degli eucarioti, il colesterolo.
Struttura e funzione dei fosfolipidi
I fosfolipidi sono molecole antipatiche, constano cioè di una regione idrofobica non polare, costituita dalle catene idrocarburiche degli acidi grassi, e da una regione idrofilica rappresentata dal glicerolo e dal gruppo fosfato, al quale possono legarsi altri gruppi atomici. Le molecole fosfolipidiche sono disposte con le teste idrofiliche rivolte verso l’acqua dell’ambiente esterno e di quello interno della cellula e con le code idrofobiche rivolte verso l’interno del doppio strato.
Proteine di membrana e loro ruolo
Le proteine di membrana hanno la struttura ad alfa-elica o struttura globulare.
Il doppio strato fosfolipidico si lascia attraversare solo da pochissime molecole generalmente liposolubili e svolge pertanto il ruolo fondamentale di barriera, a difesa dell’integrità biochimica della cellula.
Fluidità e flessibilità del mosaico
Il mosaico lipoproteico in determinate condizioni chimicofisiche è fluido, le molecole idrocarburiche ondeggiano e rendono così il doppio strato flessibile. Anche i carboidrati,in molecole complesse come i glicolipidi e glicoproteine, entrano nella costituzione del plasmalemma . Essi sono localizzati quasi sempre sulla superficie esterna della cellula. Sono presenti in quantità che variano dall’1% al 10% in peso dei componenti della membrana.
Matrice extra-cellulare e sue funzioni
Molte cellule formano all’esterno della membrana plasmatica una struttura nota con il nome di matrice extra-cellulare. Negli animali le matrici concorrono alla formazione dei tendini e dei tessuti osseo e cartilagineo. Svolgono preminentemente le funzioni di connettere tra loro le cellule e di conferire sostegno ai tessuti. Sono costituite da fibre di collagene (glicoproteine) e da una rete che circonda le fibre, costituita da altre molecole glicoproteiche (proteoglicani). Le strutture extra-cellulari nelle piante e nei procarioti costituiscono la parete cellulare.
Domande da interrogazione
- Qual è la composizione principale della membrana cellulare secondo il modello del mosaico fluido?
- Qual è il ruolo delle proteine di membrana?
- Che cos'è la matrice extra-cellulare e quali funzioni svolge?
La membrana cellulare è composta da un doppio strato di lipidi, principalmente fosfolipidi e sfingolipidi, con una percentuale di lipidi che varia dal 30% al 50%, mentre il resto è costituito da proteine (S.J. Singer e G.L. Nicholson, 1972).
Le proteine di membrana, che possono avere struttura ad alfa-elica o globulare, svolgono un ruolo fondamentale nella funzione della membrana, contribuendo alla sua permeabilità e proteggendo l'integrità biochimica della cellula.
La matrice extra-cellulare è una struttura formata all'esterno della membrana plasmatica, che connette le cellule e fornisce sostegno ai tessuti, ed è composta da fibre di collagene e molecole glicoproteiche, contribuendo alla formazione di tendini e tessuti ossei e cartilaginei.
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