Struttura e funzioni della membrana cellulare: un mosaico fluido

Funzioni della membrana:

1. contorno e barriera di permeabilità;

2. processi di trasporto;

3. rilevamento del segnale;

4. comunicazione cellula cellula;

Struttura del doppio strato

Le membrane sono essenzialmente formate da un doppio strato di molecole anfipatiche (fosfolipidi e colesterolo, con le teste polari idrofiliche che puntano verso l’esterno e le code idrofobiche che puntano verso l’interno) in continuo movimento (un “mosaico fluido”), di circa 6nm di spessore, in cui sono distribuite (come galleggiassero) proteine specifiche per ogni cellula. I fosfolipidi che la costituiscono sono dotati di una notevole mobilità in senso orizzontale, continuando a spostarsi; c'è anche la possibilità di spostamento di un fosfolipide dallo strato esterno a quello interno (flip flop).

Ruolo delle proteine di membrana

Sulla membrana sono presenti proteine:

• integrali: attraversano tutta la membrana, da parte a parte. Spesso nella parte extracellulare queste proteine sono modificate, spesso glicosilate, l'aggiunta di catene di carboidrati;

• periferiche: ancorate alla faccia interna della membrana;
Il colesterolo riempie gli spazi tra le code dei fosfolipidi, e come questi esso è anfipatico (ha doppia natura, polare e apolare, in diverse zone della molecola), e si orienta dunque in modo che i gruppi polari OH siano vicini alle teste polari dei fosfolipidi. La sua presenza è molto importante per regolare la fluidità della membrana: la presenza di colesterolo rende infatti stabile e funzionante la membrana anche entro un certo range di variazione di temperatura; con un aumento della temperatura si tenderebbe ad un aumento della fluidità della membrana, e viceversa una diminuzione di temperatura tenderebbe a impaccare le code dei fosfolipidi: il colesterolo mantiene invece la fluidità al valore ottimale (per variazioni di temperatura non troppo elevate).