Concetti Chiave
- La membrana plasmatica è una struttura sottile che separa le cellule dall'ambiente esterno, con uno spessore di soli 5-10 nm.
- Le membrane biologiche permettono la compartimentazione interna, consentendo attività specializzate da regolare in modo indipendente.
- Agiscono come barriere selettive, controllando il passaggio di molecole e facilitando la comunicazione tra diverse parti cellulari.
- Il trasporto di soluti attraverso le membrane è essenziale per accumulare metaboliti e ioni, creando gradienti necessari per le funzioni cellulari.
- Le membrane plasmatica contengono recettori che rispondono a segnali esterni, attivando risposte cellulari, come il rilascio di sostanze o la divisione cellulare.
Struttura della membrana plasmatica
Le cellule sono separate dall’ambiente esterno da una sottile, fragile struttura detta membrana plasmatica che ha uno spessore di soli 5-10 nm.
1- Compartimentazione = le membrane biologiche delimitano dei compartimenti chiusi; racchiudono ciò che la cellula contiene. La membrana nucleare delimita i contenuti del nucleo. Le membrane citoplasmatiche delimitano i differenti spazi intracellulari. Grazie alla compartimentazione, attività specializzata, possono essere regolate indipendentemente le une dalle altre.
Localizzazione delle attività biochimiche
2- Localizzazione per attività biochimiche =le membrane non solo racchiudono un compartimento , ma costituiscono esse stesse un compartimento distinto . Reazioni enzimatiche specifiche avvengono esclusivamente all’interno di determinati compartimenti ordinati in modo da interagire efficacemente.
3- Barriera selettiva =impediscono il libero scambio di molecole da un versante all’ altro o da una cellula all’ altra , selettivamente , fornendo un mezzo di comunicazione tra i componenti che vanno a separare .
Trasporto di soluti attraverso membrane
4- Trasporto di soluti =A livello delle membrane avviene il passaggio di specifici metaboliti e ioni, che vengono accumulati in compartimenti e possono generare gradienti necessari per lo svolgimento di specifiche attività .
5- Risposta a segnali esterni =svolge una funzione fondamentale nella risposta di una cellula a segnali esterni , processo noto come traduzione del segnale . Le membrane contengono dei recettori, che si combinano con particolari molecole ( dette ligandi ) con struttura complementare. Tipi differenti di cellule hanno membrane con tipi differenti di recettori e perciò sono capaci di riconoscere ligandi diversi. L’ interazione di un recettore con un ligando esterno può scatenare l’emissione da parte della membrana di un segnale che stimola o inibisce attività interne. Questi segnali ad esempio possono indurre una cellula a rilasciare sostanze, o prepararsi per la divisione o a scindersi.
Interazioni fra cellule
6- Interazioni fra cellule = Molecole presenti nella membrana plasmatica consentono il riconoscimento, l’adesione e le interazioni delle cellule fra loro e con l’ambiente extracellulare.
7- Produzione d’energia = La trasduzione d’energia avviene a livello delle membrane d’organelli specifici: l’ATP viene prodotto da un complesso della membrana mitocondriale interna.
Modello a mosaico fluido
Il modello a mosaico fluido (proposto da Jonathan Singer e Gorth Nicholson) è formato da un doppio strato lipidico e più precisamente da fosfolipidi formati da due lipidi non polari rivolti verso l’ interno al quale fa capo una testina polare a contatto con l’ acqua anch’ essa polare; in mezzo al doppio strato si trovano proteine che penetrano nella membrana, carboidrati legati a una proteina o ad un lipide sottoforma di catene di glicolipidi o glicoproteine legati alle superfici esterne , colesterolo che insieme ai doppi legami presenti nelle catene lipidiche contribuiscono alla fluidità della membrana .
Mobilità e zattere lipidiche
La mobilità è la capacità di movimento all’interno del doppio strato lipidico; possono compiere 4 movimenti oscillatori: diffusione laterale , flessione ∩, rotazione Ĉ, flip-flop)
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 ( in particolare quelle ancorate a GPI ).
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale della membrana plasmatica nelle cellule?
- Come contribuiscono le membrane alla localizzazione delle attività biochimiche?
- In che modo la membrana plasmatica agisce come barriera selettiva?
- Qual è il ruolo della membrana nella risposta a segnali esterni?
- Cosa sono le zattere lipidiche e quale funzione hanno nella membrana?
La membrana plasmatica separa le cellule dall'ambiente esterno e delimita compartimenti interni, consentendo attività specializzate e regolazioni indipendenti (come indicato nel testo).
Le membrane non solo racchiudono compartimenti, ma fungono anche da compartimenti distinti dove avvengono reazioni enzimatiche specifiche, ottimizzando l'interazione tra i componenti (come descritto nel testo).
La membrana plasmatica impedisce il libero scambio di molecole, selezionando quali possono attraversarla e fornendo un mezzo di comunicazione tra i vari compartimenti cellulari (secondo il testo).
La membrana contiene recettori che interagiscono con ligandi esterni, attivando segnali che possono stimolare o inibire attività interne della cellula, come descritto nel testo.
Le zattere lipidiche sono regioni della membrana con uno spessore maggiore, dove si accumulano colesterolo, sfingolipidi e proteine specifiche, contribuendo alla fluidità e alla funzionalità della membrana (come spiegato nel testo).
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