Appunti sulle Membrane Biologiche e Membrana Plasmatica

Membrane biologiche e membrana plasmatica

Le membrane biologiche sono semipermeabili; alcune molecole, come i gas, le possono attraversare liberamente, mentre altre le attraversano con una velocità sufficiente da considerare la membrana permeabile, o talmente bassa da considerare la membrana impermeabile. Per esempio, l'acqua attraversa queste membrane con una velocità molto inferiore a quella dei gas, ma che è comunque sufficiente a permettere il passaggio. Il glucosio, invece, è da considerare impermeabile alle membrane biologiche, insieme a tutta un'altra serie di molecole (come amminoacidi, grosse molecole polari dotate di carica e gli ioni), le quali possono attraversare le membrane in modo controllato, perché ci sono delle proteine o dei complessi transmembrana che formano dei trasportatori nel bilayer.

Questi trasportatori possono essere di vario tipo, in quanto il trasporto può essere passivo o attivo. Nel primo non si consuma energia e il trasporto avviene secondo gradiente elettrochimico, mentre quello attivo consuma energia sotto forma di ATP, quindi molti trasportatori attivi sono pompe ATP-asiche che idrolizzano ATP. Le principali, presenti soprattutto sulla membrana plasmatica e su quella del vacuolo, sono le H+ ATP-asiche, pompe che portano da un lato all'altro della membrana protoni. In particolare, quella che si trova a livello del plasmalemma pompa protoni nella parete cellulare, mentre quella che si trova a livello del tonoplasto pompa protoni nel lume del vacuolo e va ad acidificare il vacuolo stesso.

Funzioni delle membrane

• Dare una individualità alla cellula, la quale viene appunto separata dall'ambiente esterno, e dare individualità anche ai diversi organelli cellulari
• Fungono da barriera (semipermeabile) e sono altamente selettive. Ciò che può passare lo fa attraverso proteine specifiche
• Controllano il flusso di informazioni che giungono dentro la cellula; infatti, sulla membrana sono presenti dei recettori in grado di percepire diversi stimoli esterni, e questi recettori, una volta che sono stati modificati dallo stimolo, trasferiscono l'informazione dentro la cellula determinando dei segnali. Questi possono essere di natura chimica (come la fosforilazione di alcune proteine che funzioneranno da messaggeri secondari) oppure di natura elettrica (formazione di variazioni nella carica elettrica transmembrana)
• Alcune membrane, come quelle delle creste mitocondriali o quelle tilacoidali, hanno funzione nella conversione dell'energia. Quelle delle creste sono responsabili della fosforilazione ossidativa, mentre quelle tilacoidali hanno dei fotosistemi 1 e 2 che sono responsabili della fotosintesi (conversione energia luminosa in energia chimica)
• Trasporto di molecole
• Rilevamento di segnali esterni e trasmissione di questi all'interno
• Comunicazione tra cellule: nelle cellule animali avviene attraverso le giunzioni cellulari, nelle cellule vegetali avviene attraverso dei pori che attraversano la parete cellulare, ovvero i plasmodesmi

Membrana plasmatica (o plasmalemma)

Il plasmalemma racchiude tutta la cellula, fa da barriera tra l'interno e l'esterno della cellula, ed è formata da un bilayer composto prevalentemente da fosfolipidi. Ha uno spessore di circa 8-10 nanometri. Attraversata da tante proteine, è asimmetrica come tutte le membrane; inoltre, le proteine transmembrana mediano il trasporto di tantissimi soluti e molecole. Sono presenti recettori per ormoni o per stimoli ambientali sia biotici (presenza patogeno, di funghi, di simbionti) che abiotici (la luce), e grazie a questi recettori la pianta percepisce questi organismi e può rispondere ad essi.

Questa membrana è inoltre sede del complesso enzimatico che sintetizza la cellulosa, ovvero la cellulosa-sintasi, che coordina con il citoscheletro la deposizione della cellulosa nella parete. Questa deposizione è un processo fortemente controllato, in quanto la cellulosa è molto resistente. Abbiamo visto che le cellule devono andare incontro a un processo di accrescimento per distensione e differenziamento per diventare adulte, quindi una cellula meristematica è rivestita da una parete esterna, e nella parete ci sono questi filamenti di cellulosa molto resistenti.