8 Modalità di trasporto di nutrienti all'interno delle celle di lievito

TRASPORTO DI NUTRIENTI ALL'INTERNO DEI MICRORGANISMI

I nutrienti, esterni alla cellula, per poter essere utilizzati nel citoplasma devono oltrepassare le barriere che caratterizzano le cellule dei microrganismi. La parete cellulare non causa particolari impedimenti al passaggio di molecole e queste, di conseguenza, possono attraversarla per diffusione semplice o facilitata. Il trasferimento dei nutrienti all'interno delle cellule è seriamente ostacolato a livello di membrana. La funzione di barriera del doppio strato fosfolipidico è essenziale per evitare un'entrata e un'uscita incontrollate di molecole e mantenere l'integrità della cellula. Tale barriera deve però consentire l'ingresso dei nutrienti e la fuoriuscita di molecole di rifiuto o con funzione extracellulare. Se la concentrazione intracellulare e quella extracellulare di un dato soluto non sono uguali, si potrà avere trasporto netto del soluto dal comparto.

concentrazione più elevata a quello a concentrazione meno elevata (cioè secondo gradiente). Ma se il trasporto deve avvenire contro gradiente, occorre fornire energia al sistema per compiere tale lavoro. Quando il passaggio attraverso la membrana avviene secondo gradiente di concentrazione si parla di trasporto passivo (o diffusione). Poche molecole, piccole e apolari come i gas (N2, O2, CO2) riescono a diffondere liberamente attraverso il doppio strato lipidico e si parla, in tal caso, di diffusione semplice. La maggior parte dei soluti, però, non è in grado di attraversare direttamente la membrana e richiede l'intervento di proteine integrali (diffusione facilitata). Tali proteine a volte formano un canale idrofilico (o poro) che consente il passaggio di ioni o piccole molecole facilitandone il flusso in entrambe le direzioni. Anche l'acqua, che è una delle poche molecole in grado di attraversare il doppio strato lipidico, viene trasportata.attraverso questo tipo di canali (chiamati acquaporine) allo scopo di ridurre più rapidamente la pressione osmotica nella cellula. La diffusione facilitata può avvenire anche attraverso proteine, chiamate permeasi (carrier proteins) che legano specificamente la molecola da trasportare e la spostano dall'altro lato della membrana. Il glicerolo è un esempio di molecola che viene trasportata in questo modo. La diffusione facilitata è un tipo di trasporto che può essere classificato come uniporto perché permette l'ingresso del solo substrato, senza il contemporaneo passaggio di altre molecole. Se il passaggio avviene secondo gradiente, come nella diffusione semplice e nella diffusione facilitata, è impossibile che si verifichi accumulo di substrato nella cellula a una concentrazione superiore a quella esterna. L'accumulo dei nutrienti nel citoplasma cellulare si verifica grazie a meccanismi di trasporto attivo che, sfruttando

L'energia metabolica (idrolisi di ATP, reazioni di ossidoriduzione, energia fotochimica) consente di trasportare molecole contro gradiente di concentrazione. Tra i sistemi di trasporto attivo si distinguono il trasporto primario, il trasporto secondario e la traslocazione di gruppo.

Il trasporto primario avviene quando il passaggio del soluto è direttamente accoppiato al consumo di energia metabolica primaria.