Membrana plasmatica

La membrana e le sue funzioni

La membrana serve a ricevere informazioni, regolare l'entrata e l'uscita di sostanze e permette la mobilità della cellula o il suo stazionamento attaccandosi alla matrice.

Le membrane biologiche sono costituite da un doppio strato di molecole chiamate fosfolipidi, tra i quali possono essere inseriti anche altri fattori. I fosfolipidi sono molecole anfipatiche, ossia hanno una parte idrofobica e una parte idrofila. La coda è costituita da 2 catene di acidi grassi, i quali sono legati covalentemente a una molecola di glicerolo, a un gruppo fosfato e un gruppo di testa.

Un altro componente delle membrane plasmatiche è il colesterolo: ha una struttura tetraciclica rigida a cui è legato un singolo -OH e una catena corta idrofobica.

I fosfolipidi principali nelle membrane sono i fosfogliceridi, che sono costituiti da glicerolo, 2 acidi grassi a lunga catena legati da legami estere al glicerolo, un gruppo fosfato legato a diversi gruppi di testa.

Se prendiamo una...

molecola di fosfolipidi con una coda sola, andando a compattarsi formeranno delle micelle, mentre quelli a due code compattandosi formeranno dei doppi strati, rivolgono la testa verso l'ambiente acquoso mentre le code si orientano escludendo l'acqua. Per minimizzare l'energia superficiale il doppio strato si chiude a sfera. Un esempio sono i LIPOSOMI.

I fosfolipidi all'interno della membrana plasmatica non sono immobili, bensì si per diffusione laterale, per rotazione, per flessione e per flip-flop muovono: (il quale avviene di rado; attraverso enzimi chiamati flippasi).

La composizione lipidica dei due monostrati è asimmetrica, alcuni lipidi sono più presenti nella parte del citoplasma, altri nello spazio extracellulare.

Un altro fosfolipide minore presente nel monostrato citosolico è il fosfatidilnositolo, il quale ha un importante ruolo nella segnalazione intracellulare, esso può fosforilare, ossia stacca il gruppo fosfato dall'ATP e

Lo attacca sul substrato che è il nositolo (CHINASI). I glicolipidi sono presenti solo nel versante esterno della membrana in quanto l'aggiunta di zuccheri ai fosfolipidi avviene nel lume nell'apparato di Golgi. Prima sono nel versante interno del Golgi, poi si staccano tramite vescicola e infine si ritroveranno all'esterno della membrana. I glicolipidi sono di diverse tipologie, un esempio è il ganglioside GM1 che lega la tossina colerica. Alcuni lipidi particolari si associano formando delle regioni chiamate lipid rafts o zattere lipidiche. La fluidità di membrana dipende dalla temperatura e dalla composizione degli acidi grassi, se essi sono corti la fluidità è maggiore, se è minore la fluidità è maggiore. Il colesterolo aumenta la rigidità della membrana cellulare. Il 50% della membrana plasmatica è costituita da proteine creando così un modello a mosaico fluido. Alcune proteine sono transmembrana,

Membrana cellulare e proteine di membrana

La membrana cellulare è costituita da tre parti: una parte esterna, una parte intramembrana e una parte interna alla cellula. Di queste ultime ve ne sono numerose, ognuna con il suo preciso compito: trasportatori, di ancoraggio (si legano al citoscheletro, parte della cellula che le conferisce una forma), recettori, enzimi. Esse svolgono la maggior parte delle funzioni specifiche della membrana e conferiscono ad essa le sue proprietà funzionali.

La parte presente all'interno del doppio strato ha una struttura ad alfa-elica, così che la proteina rimanga ferma. Ci sono però proteine che sono presenti all'interno a solo uno dei due layer. Alcune proteine sono prodotte come proteine transmembrana nell'ER, quindi il segmento viene tagliato e attaccato a un'altra parte.

La porzione extracellulare e quella intracellulare delle proteine sono diverse. La porzione esterna (glicosilata) presenta dei ponti disolfuro, mentre in quella interna non sono presenti. Nel reticolo endoplasmatico la proteina viene

già prodotta come transmembrana con i ponti disolfuro all'interno, si formerà una vescicola e una volta che essa arriverà alla membrana i ponti disolfuro si troveranno all'esterno della membrana (stesso passaggio che avviene per gli glicolipidi). GLICOCALICE: zona ricca di carboidrati struttura che protegge la membrana e la mantiene idratata poiché richiama molte molecole d'acqua. Alcuni componenti dello strato glicosidico mediano le risposte alle infezioni. Per studiare le proteine di membrana è utile l'utilizzo di detergenti (molecole anfipatiche) per separarle dalla membrana disgregando il doppio strato fosfolipidico. In seguito, si centrifuga e si effettua una corsa elettroforetica sul gel e colorazione di proteine. Esse correranno in modo diverso in base alla massa e alla carica e in seguito si potranno studiare colorandole, o utilizzando degli anticorpi. Le proteine di membrana, con qualche eccezione, possono spostarsi nel doppio strato.

Per osservare ciò sono stati effettuati numerosi esperimenti. Vengono fatte fondere due cellule (di topo e di uomo) colorando in modo diverso le proteine; una volta formata la cellula finale si è osservato che le varie proteine di membrana si sono mosse (la cellula non è metà di un colore e metà di un altro). È possibile misurare la velocità di diffusione laterale di una proteina di membrana con tecniche di fotosbiancamento (FRAP: fluorescence recovery after photobleaching). Il movimento delle proteine può essere limitato in diversi modi.

• Assemblarsi in grossi aggregati
• Interagire con matrice extracellulare
• Interagire con proteine all'interno del citosol
• Interagire con proteine di superficie di una cellula adiacente

Una proteina di membrana può essere confinata in domini specifici, un esempio sono le cellule epiteliali del rivestimento intestinale attraverso le giunzioni strette, modalità con la quale le cellule entrano in

contatto.La distribuzione asimmetrica delle proteine di membrana è mantenuta da una barriera giunzione stretta. Alcune cellule in particolare sono in grado di confinare proteine e lipidi in domini specifici spermatozoo.