Cella procariotica ed eucariotica - parte generale

FOSFOLIPIDI

1) I fosfolipidi possono essere:

• fosfogliceridi
• sfingolipidi
• glicolipidi (la testa polare è legata a catene polisaccaridiche)

2) FOSFOLIPIDI

• Nei fosfolipidi di membrana le catene di acidi grassi legate al carbonio 1 e 2 del glicerolo sono generalmente costituite da 16, 18 o 20 atomi di carbonio e, nelle cellule animali, sono una satura (legata al carbonio 1) e una insatura (legata al carbonio 2).
• Analizzando la struttura di un fosfogliceride si può notare la presenza di:
• glicerolo
• 2 catene di acidi grassi
• gruppo fosfato
• gruppo polare (R: composto alcolico, come colina, inositolo, etanolammina oppure un aa come serina e treonina)
• Si tratta di molecole anfipatiche che formano un doppio strato con la parte interna idrofobica

Sfingolipidi

Nella membrana plasmatica si trovano principalmente, tra gli sfingolipidi di membrana, i glicosfingolipidi (componente lipidica + glucidica).

STEROLI

è:colesterolo•• camposterolo, sitosterolo e stigmasterolo che sono dei fitosteroli• ergosterolo• opanoidi

Il colesterolo è lo sterolo più importante delle membrane delle cellule animali. Le molecole di colesterolo sono presenti in entrambi gli strati lipidici ma una specifica molecola è confinata in uno dei due strati. Inoltre mantiene e stabilizza le membrane cellulari garantendone una certa fluidità.

Effetti del colesterolo sulla fluidità del doppio strato fosfolipidico: Il colesterolo si inserisce nella porzione apolare del doppio strato lipidico, interferendo con l’impacchettamento delle code dei lipidi. Contribuisce ad aumentare la fluidità delle membrane alle basse temperature e a ridurla a temperature elevate, in quanto, impacchettando le molecole dei fosfolipidi, impedisce alle membrane di diventare troppo fluide e quindi meno selettive. Gli effetti del colesterolo sono particolarmente significativi nella

laterale• la casuale (scambio di posizione con molecole adiacenti —> il doppio strato lipidico è fluido). Altre volte però vi sono delle molecole che provvedono ai movimenti dei fosfolipidi di membrana.

trasversale - flop”).Questo è il caso della (o “flipSi tratta di un movimento che avviene da un monostrato all’altro e richiedeflippasi.la presenza di trasportatori di fosfolipidi, chiamatiUn esempio è la flippasi che catalizza il trasferimento della fosfatidilcolinaliscio.da un lato all’altro della membrana del RELe zolle lipidiche della membrana plasmatica (Raft)

La componente lipidica di una membrana non è uniformemente fluida e omogenea.Sono presenti regioni localizzate di lipidi di membrana che sequestrano proteine coinvolte nellasegnalazione cellulare e che sono caratterizzate da minore fluidità (maggiore contenuto dicolesterolo e glicosfingolipidi che posseggono code di acidi grassi più lunghe e più sature rispettoalla maggior parte degli altri lipidi di membrana).microdomini zattere zolle lipidiche

Queste regioni sono definite o o (lipidi raft).Hanno un ruolo nei processi di trasduzione del segnale.Si distinguono

zolle lipidiche caveole, • Le caveole sono invaginazioni della membrana plasmatica strutturalmente stabilizzate dalla caveolina; • I raft non invaginati non sono distinguibili dal resto della membrana. PROTEINE DI MEMBRANA: LA PARTE "MOSAICO" DEL MODELLO Le micrografie elettroniche di membrane preparate con la tecnica della criofrattura forniscono la prova che le proteine sono sospese all'interno delle membrane. Le principali categorie di proteine che ritroviamo nelle membrane biologiche sono: - Proteine integrali - Proteine periferiche - Proteine ancorate ai lipidi Proteine integrali di membrana Le proteine integrali di membrana attraversano almeno uno dei due strati di fosfolipidi. Contengono una o più regioni idrofobiche associate alla parte interna della membrana e una o più regioni idrofiliche che sporgono all'esterno della membrana. Proteine monotopiche Proteine integrali posizionate in uno dei due strati della zolla lipidica.strato fosfolipidico della membrana, ma sono legate ad essa tramite interazioni deboli con le proteine integrali e i lipidi di membrana. Le proteine periferiche sono caratterizzate da sequenze idrofiliche e non attraversano completamente la membrana. Sono posizionate sulla superficie esterna o interna della membrana e svolgono diverse funzioni, come il riconoscimento di molecole esterne, la trasmissione di segnali e la stabilizzazione della struttura della membrana. Le cellule dell'epitelio intestinale, ad esempio, presentano catene laterali glucidiche sulla superficie esterna del doppio strato fosfolipidico della membrana. Queste catene laterali sono costituite da zuccheri legati alle proteine periferiche e ai lipidi di membrana, e svolgono un ruolo importante nell'assorbimento dei nutrienti durante la digestione. In conclusione, le proteine possono attraversare completamente la membrana (proteine integrali) o restare legate ad essa tramite interazioni deboli (proteine periferiche). Entrambe svolgono importanti funzioni nella regolazione del trasporto di sostanze e nella comunicazione cellulare.

stratofosfolipidico

Proteine ancorate ai lipidi

Non sono classificabili né come integrali né come periferiche in senso stretto.

Le catene polipeptidiche sono situate su una delle 2 superfici del doppio strato lipidico legate con legame covalente a un acido grasso (proteine membrana ancorate agli acidi grassi) o a un derivato dell'isoprene di membrana prenilate) chiamato gruppo prenile (proteine o al glicosil di membrana ancorate a GPI) fosfatidil inositolo - GPI (proteine

FUNZIONI DELLE PROTEINE DI MEMBRANA

Esse:

• ancorano la membrana al citoscheletro
• forniscono segnali di riconoscimento
• hanno funzione enzimatica: come gli enzimi che catalizzano l'assemblaggio di molecole
• hanno funzione di recettori di messaggi chimici
• fungono da canali ionici o trasportatori
• formano giunzioni tra cellule adiacenti

I CARBOIDRATI DI MEMBRANA covalentemente

I carboidrati (zuccheri) sono legati alle proteine e ai lipidi della membrana, sul versante

esterno.proteine N-glicosidicoLe legate a molecole di zucchero (mediante legame tra lo zucchero ed unO-gruppo amminico - NH2 della catena laterale di un residuo di asparagina, o mediante legameglicosidico tra lo zucchero e il gruppo - OH di una treonina o di una serina) sono chiamateglicoproteine.lipidi glicolipidi.I legati a molecole di zucchero sono dettiGlicoproteine e glicolipidi sono abbondanti sulla superficie esterna della membrana plasmaticaglicocalice-dove formano una sorta di “rivestimento glucidico” - particolarmente evidente nellecellule dell’epitelio intestinale.I carboidrati di membrana svolgono funzione• meccanica• di riconoscimento (ligando-recettore)ASIMMETRIA DELLA MEMBRANA PLASMATICALa composizione dei due foglietti, esterno ed interno, della membrana plasmatica presentalipidica proteica.differenze nella distribuzione, sia della componente che di quellaCiò implica una marcata asimmetria che riflette le differenze funzionali dei 2

monostrati.asimmetrica(Quindi la membrana plasmatica è definita in quanto i due monostrati, poiché hanno differenze funzionali, devono avere anche composizione chimica differente. Ciò significa che la componente lipidica e/o proteica è differente tra strato interno ed esterno).

Lipidi: esterno molecole contenenti colina

• Nell'emistrato della membrana, sono localizzate nella testa polare (fosfatidilcolina, sfingomielina)
• interno lipidi con teste polari senza carica netta
• Nell'emistrato sono localizzati con carica netta negativa, come fosfatidiletanolammina o fosfatidilserina o fosfatidilinositolo.

Ciò determina una maggiore distribuzione di cariche negative sul versante citoplasmatico.

L'asimmetria ha un ruolo fondamentale nella funzionalità cellulare. La perdita della asimmetria ha notevoli conseguenze sulla fisiologia cellulare.

Ad esempio:

• l'aumento della fosfatidilserina sulla superficie esterna delle piastrine,

essa promuove lacoagulazione e la trombosi, aumentando la concentrazione della trombina di oltre un migliaio divolte. me”• l’esposizione della fosfatidilserina nel monostrato esterno rappresenta un segnale di “eatdurante l’apoptosi.

Le membrane delimitano i contorni della cellula e dei suoi organelli e agiscono come barriera dipermeabilità

Il compartimento interno della cellula deve essere fisicamente separato dall’ambiente circostante,per trattenere all’interno le sostanze utili e all’esterno quelle indesiderate.

Il doppio strato fosfolipidico, bloccando il passaggio di molecole polari e ioni, costituisce unabarriera efficace.

La membrana plasmatica regola il passaggio di molecole dentro e fuori la cellula e, in questo modo,presiede all’omeostasi cellulare, cioè al mantenimento della concentrazione intracellulare di ioni emolecole entro valori corretti.

L’omeostasi si basa sullo scambio continuo di ioni e molecole

tra l'ambiente intracellulare e quello esterno attraverso la membrana cellulare. Funzioni della membrana plasmatica: trasporto passivo e attivo selettivamente. La membrana plasmatica è permeabile. I meccanismi che provvedono al trasporto di ioni e molecole sono: 1) TRASPORTO PASSIVO: senza l'utilizzo di energia che avviene secondo il gradiente di concentrazione. Ciò significa che le molecole passano dal lato dove sono più concentrate al versante dove sono meno concentrate. Inoltre, il trasporto passivo è un tipo di trasporto che può avvenire in due modi fondamentali: - diffusione semplice - diffusione facilitata 2) TRASPORTO ATTIVO: con energia, avviene contro il gradiente di concentrazione. Questo tipo di trasporto richiede l'utilizzo di energia e può avvenire in due modi: - trasporto attivo primario - trasporto attivo secondario