Biologia animale, appunti completi

ATTIVITÀ BIOLOGICHE CHE RICHIEDONO LA PRESENZA DI CANALI IONICI.

• Presenti in tutte le membrane biologiche;

• Trasporto di ioni attraverso le membrane biologiche per:

• Conduzione nervosa;
• Regolazione della contrazione muscolare;
• Regolazione della funzione ormonale;
• Trasduzione del segnale (comunicazione cellulare);
• Regolazione della pressione osmotica.

⇨GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE SINAPSI CHIMICA.

La cellula nervosa e la cellula muscolare non sono a diretto contatto, ma vi è un spazio, spazio sinaptico di 20 nm, ma sfruttando vari canali ionici, lo scopo è di far passare l'impulso nervoso dalla cellula nervosa alla cellula muscolare in modo tale che possa contrarsi.

Sulla cellula nervosa ci sono canali calcio e nelle porzioni terminali c’è dell’acetilcolina.

Sulla cellula muscolare a livello della membrana vi sono dei canali sodio regolati dal voltaggio, canali sodio regolati dall’acetilcolina, canali calcio regolati dal

• Trasporto contro gradiente di concentrazione;
• Richiede sempre dei trasportatori;
• Richiede una fonte di energia esterna:
• Energia chimica ATP (pompe ATP dipendenti);
• Ione che attraversa

La membrana secondo gradiente di concentrazione;⇨- Energia luminosa batteri fotosintetici.

PROPRIETÀ DEL TRASPORTO ATTIVO:

• Consente il passaggio unidirezionale: contro gradiente di concentrazione;⇨
• Trasportatori pompe: proteine transmembrana;
• Speci cità;
• Soggetto alla cinetica di saturazione;
• Soggetto ad inibizione competitiva.

FUNZIONI:

• Assorbimento dei nutrienti contro gradiente di concentrazione;
• Secrezione dei prodotti contro gradiente di concentrazione;
• Mantenere le di erenze di concentrazione ioniche fra i due lati della membrana.

POMPE ATP DIPENDENTI.⇨ Proteine transmembrana che utilizzano l’ATP come fonte di energia per trasportarele molecole contro gradiente di concentrazione.

Devono avere:

• Sito di legame per l’ATP;
• Enzimi che idrolizzano l’ATP;
• Sito di legame per la molecola da trasportare.

Tipologie di pompe ATP dipendenti:

1. Pompe ATPasi di tipo P;
2. Pompe ATPasi di tipo V;
3. ...

Pompe ATPasi di tipo ABC:

• Conformazione proteina;
• Tipo di membrane biologiche in cui si trovano;
• Modo di funzionamento;
• Ruolo siologico;
• Tipo di molecola trasportata.

POMPE ATPasi di tipo P:

• Proteina transmembrana 4 subunità;
• 2 alfa transmembrana legame, trasporto e idrolisi dell'ATP;
• 2 beta: monotopiche e glicosilate.

Si chiamano di tipo "P" perché innanzitutto coinvolgono l'ATP e una volta che l'ATP è stato idrolizzato ottenendo ADP, il gruppo fosfato (P) rimane attaccato alla pompa.

Traportano solo cationi (+) sodio, potassio, calcio, ecc.

POMPA P Na /K ATPasi (cotrasporto in autoporto)

È presente sulla membrana plasmatica delle cellule animali. Trasporta cationi sodio e cationi potassio in stretta successione contro gradiente di concentrazione.

Il sodio è molto concentrato all'interno e

poco concentrato all'esterno, il potassio è molto concentrato all'esterno e poco concentrato all'interno. Cotrasporto perché riesce a traportare 2 tipi di ioni diversi, entrambi contro gradiente di concentrazione, autoporto poiché la direzione è opposta una rispetto all'altra. fi fi 1 molecola di ATP idrolizzata:

• 3 ioni sodio portati fuori dalla cellula;
• 2 ioni potassio portati dentro la cellula.

⇨Inizio canale in conformazione aperto verso l'interno della cellula, le subunità alfa hanno una conformazione particolarmente affine per il sodio, quindi è in grado di legare 3 ioni sodio. Il legame delle subunità alfa con i 3 ioni sodio attiva la pompa P, la quale è in grado di interagire con l'ATP, entra in gioco l'attività enzimatica e si passa ad ADP e il gruppo fosfato P viene attaccato alla pompa. Questo processo determina un cambio di conformazione in cui la pompa si chiude verso

accumulano così nel citosol della cellula, quindirichiama acqua nella cellula per osmosi, provocandone il rigon amento e la lisi.

Funzioni fondamentali della pompa P Na /K ATPasi:

• Garantire la di erenza di distribuzione di cariche tra i lati della membrana:
  • Elevata concentrazione di ioni sodio fuori dalla cellula;
  • Elevata concentrazione di ioni potassio dentro la cellula.
• Contribuire a mantenere l'equilibrio osmotico;
• Gradiente di concentrazione degli ioni sodio generato dalla pompa usato come fonte di energia per trasportare altre molecole/ioni.

POMPA P Ca ATPasi (uniporto).

Funzione mantenere basso il livello di ioni calcio nel citosol.

Uniporto perché trasporta un'unica tipologia di ioni.

La pompa può trovarsi o sulla membrana plasmatica o sulla membrana biologica di organelli come il reticolo endoplasmatico.

Caso della giunzione neuromuscolare tra cellula nervosa e cellula muscolare.

POMPE ATPasi di tipo V

(pompe protoniche).⇨ proteina transmembrana che trasporta protoni contro gradiente di concentrazione.Si chiamano “V” perché la prima volta che sono state trovate e studiate si trovavanosui vacuoli.Possiede 2 domini i funzionanti che svolgono due funzioni complementari ma diverse.Il dominio V1 situato nel citoplasma ha funzione ATPasica, scinde quindi l’ATP perricavare energia, utilizzata dal dominio V2 per trasportare i protoni da un lato all’altrodella membrana contro gradiente di concentrazione.Non si chiamano pompe P perché il gruppo fosfato P non si lega alla pompa.

Localizzazione pompe di tipo V nella membrana plasmatica:

• Osteoclasti;
• Spermatozoi;
• Neutro li;
• Cellule intercalari dei tubuli renali.

⇨Osteoclasti cellule deputate a rompere la matrice ossea.Funzioni osteoclasti:

• Riassorbire/rimodellare la matrice mi reale extracellulare dell’osso;
• Il rimodellamento avviene in ambiente acido;
• La

membrana plasmatica è ricca di pompe di tipo V;

• Secrezione di protoni nella matrice extracellulare.

Localizzazione delle pompe di tipo V nelle membrane degli organelli:

• Lisosomi;
• Vacuoli;
• Vescicole secretorie;
• Cisterne dell'apparato del Golgi.

Tipico esempio di pompa V nelle membrane degli organelli lisosomi.

I lisosomi contengono tantissimi enzimi con proprietà liriche (idrolasi), funzionamento solo in ambiente acido (pH 5-5,5). Il pH della cellula è circa di 7,2, per ottenere acidità si accumulano contro gradiente di concentrazione un gran numero di protoni.

POMPE ATPasi di tipo ABC.

A (usano l'ATP), B (legano l'ATP) e C (strutture complesse e grandi di dimensioni).

Sono costituite da 4 domini:

• 2 domini transmembrana;
• 2 domini citoplasmatici che legano l'ATP, ma non legano il gruppo fosfato P.

Trasporto ioni, amminoacidi, peptidi, vitamine, oligosaccaridi contro gradiente.

Sede sia

nella membrana plasmatica e nella membrana degli organelli. Se da un lato queste pompe sono molto importanti per il funzionamento cellulare, dall'altro lato però sono presenti in eccessiva quantità sulla membrana plasmatica delle cellule tumorali.

• Un tipo particolare di pompa ABC;
• Codificata dal gene MDR1;
• Trasporta delle molecole apolari dal citoplasma all'ambiente extracellulare controgradiente di concentrazione;
• Ha una bassa specificità, si lega a tanti tipi di molecole apolari;
• Sulla cellule tumorali si lega ai farmaci antitumorali che spesso hanno proprietà apolari, buttandoli fuori nello spazio extracellulare al di fuori della cellula, impedendo o rallentando l'efficacia del farmaco causando anche una resistenza multipla ai farmaci;
• TRASPORTO ATTIVO INDIRETTO TRASPORTO ATTIVO - COTRASPORTO.

Si verifica quando uno ione si muove secondo gradiente di concentrazione attraverso una membrana, fornisce energia per far passare.