Citologia - membrana cellulare

LE MEMBRANE: STRUTTURA FUNZIONE E CHIMICA

Funzioni

1. Le membrane delimitano i contorni e servono da barriere di permeabilità

la parte interna della cellula deve essere separata "dall'esterno" in modo da trattenere all'interno sostanze utili e all'esterno le dannose o indesiderate. Parte idro-fobica = barriera per idrosolubili e ioni; la membrana plasmatica (= cellulare) costituisce una barriera di permeabilità: circenda la cellula e regola il passaggio delle sostanze. Nelle cellule eucariotiche la membrana intracellulari dividono in compartimenti funzionali.

2. Le membrane costituiscono i siti di specifiche proteine e quindi di specifiche funzioni

La localizzazione di specifiche funzioni è esemplificata dagli enzimi presenti nelle o sulle membrane di organuli. Questi enzimi sono spesso usati come marcatori durante il processo di isolamento degli organuli. Glucoso-fosfatasi = enzima di membrana situato sul reticolo endoplasmatico.

3. Le proteine di membrana regolano il trasporto dei soluti

Molte sostanze si muovono in base al gradiente di concentrazione: il movimento di soluto dipende dal suo potenziale elettrochimico (= gradiente di concentrazione + gradiente di carica a cavallo della membrana). Alcune molecole si spostano per diffusione semplice, molte per gradini e piccole per uso proteine di trasporto. Diffusione facilitata, trasporto attivo (richiede energia) trasporto contro gradiente di concentrazione o potenziale. Trasporto attivo indiretto, usa ATP accoppiato ad alta energia. Questo trasporto attivo involontario, "accoppiamento" del trasporto "in salita" del soluto con quello in "discesa" di ioni Na⁺ e protoni = trasmette l’energia necessaria. Altri trasporti = endocitosi e esocitosi.

Le Membrane: Struttura Funzione e Chimica

Funzioni:

1. Le membrane delimitano i contorni e servono da barriere di permeabilità.

   • La parte interna della cellula deve essere separata "dall'esterno" in modo da trattenere all'interno sostanze utili e all'esterno le non indispensabili.
   • Barriera idrofobica = barriera per idratazione e ioni. La membrana plasmatica (= cellulare) costituisce una barriera di permeabilità: circonda la cellula e regola il passaggio delle sostanze.
   • Nelle cellule eucariotiche le membrane intracellulari dividono in compartimenti funzionali.

2. Le membrane costituiscono sedi di specifiche proteine e quindi di specifiche funzioni.

   • La localizzazione di specifiche funzioni è esemplificata dagli enzimi presenti nelle o sulle membrane di organuli.
   • Questi enzimi sono spesso visti come "caracters" dirette del processo di accrescimento degli organuli.
   • Glucosio-fosfatasi = enzima di membrana situato sul reticolo endoplasmatico.

3. Le proteine di membrana regolano il trasporto dei soluti.

   • Molte sostanze si muovono in base al gradiente di concentrazione il quale è un valore dipendente dal loro potenziale elettrochimico (= gradiente di concentrazione e gradiente di carica a cavallo della membrana).
   • Alcune molecole si spostano per diffusione semplice (Molecole piccole, polari), usando proteine di trasporto, diffusione facilitata.
   • Trasporto attivo (richiede energia, trasporto contro gradiente di concentrazione e potenziale)
   • Trasporto attivo diretto, usa ATP, complessi ad alta energia
   • Trasporto attivo indiretto, sfrutta dissociazione del trasporto in "salita" del soluto con quello in "discesa" di ioni Na+ e protoni e fornisce l'energia necessaria.
   • Altri trasporti: endocitosi e esocitosi.

• LE PROTEINE DI MEMBRANA RIVELANO E TRASMETTONO SEGNALI ELETTRICI E CHIMICI.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE: il rilevamento di specifico segnale sulla sup. esterna, tra sui, sezionale segnale all'interno,

cellula usa il segnale a proteine (recettori) presenti sulla superficie esterna della membrana. Dopo il legame si generano equivi chimici sulla sup. interna, generando segnali interni, secondi messaggeri.

• LE PROTEINE DI MEMBRANA MEDIANO L'ADESIONE E LA COMUNICAZIONE CELLULA - CELLULA.

Questa comunicazione intercellulare è stabilita dalle giunzioni comunicanti (gap junction) in animma e dai plasmodesmi in cellule vegetali.

MODELLI STRUTTURALI

MODELLO A MOSAICO FLUIDO: la membrana è formata da un doppio strato lipiuid, oganatto fluido, con proteine localizzate debito, regola strati lipidi ed orientato in base alla funziuone.

Querta: noto che le sostanze solubili nei lipidi polipeptalimi put facilimente nelle cellule di quaele risult pà, solubili in H2O.

inqui sono constituentati dalla membrana.

Langmuir: studio il compartuamento di fosfolip acquisiti dalle sequenze in bong double e strattori copranti, della sequizione su una superficie conessuà. Quando lipide provisionato bagno d'acqua, la parte accema occupano sulla -> spazzoso sue sottoglooma davo stratti lipidera.

Vinano pasteci di raesostanza occupotai study post corpi che osca, insomma e brottoacchie all'acollass dove le ansme tate idro picina gucciono il H2O e le code idrofobiche sì darettono.

Gorter e Grendel studerio, attenzione di l'area coperto dei film siu' inizio era chia che unite amaica bisono una biluera della membrana (la membrana cellulare) formato da un doppio strato lipidi, con le code tutte volge d'ancume e le taste verso l'esterno.

Il semplice doppio strato lipidico non spiega alcune proprietà soprattutto quelle connesse e superficie, permeabilità dei soluti, resistenza elettrica.

Davison: doppio strato lipidico. Ricoperti da proteine, modello panino. Agganciato proteine globulari potrebbero vela lunga brama.

Robertson: tutte le membrane hanno una struttura fondamentale comune membrana unitaria.

Singer modello a mosaico fluido: membrana come un mosaico di proteine incluse in acido essettivo o cellerio attacca in un doppio strato bipatido fluito.

Proteine

- Integrali di membrana: attraversano il doppio strato lipidico dove sono immerse in questa caratteristica dell'altezza del segmenti idrofobico della proteina su parte interna, idrofobica del doppio strato lipidica.

- Periferiche: idrofile, sono localizzate sulla mappa delle membrane dove sono connesse con ognuna non aderente alle isofobiche e/o pazieni idrofile di altre proteine di membrana.

- Proteine ancorate: a lipidi, localizzate sulla parte esterna, legate con glicosata glucosate proteine numeri se nel doppio strato.

Unwin

Henderson: la maggior parte delle proteine di membrana contiene segmenti trans-lubordoriali (nella struttura primaria hanno idrofobica che attraversano il lipico strato) che ancorano da paterna alla membrana. Buongiorno in più margine biberici.

Batteriorodopsina: prima proteina em membrane che ha struttura definita (determinata con bereikture.)

(a) Una singlato elica anzata.

(b) In alto arne per strato riepiegamento di elica.

I lipidi di membrana: la parte fluida del modello

Le classi principali lipidi:

- Fosfolipidi (più abbondanti) che ne sono diversi tipi:

- glucerofosfolipidi (derivati del glicerolo), sfingolipidi (dalla sfingosina)

- Glicolipidi derivano dall’aggiunta id carboidraci ai lipidi:

- sono glicosfingolipidi:

- gicolfplipidi neutri: zuccheri come sono fiodati (come cerebrosidi)

- acidi grassi in brevazione derivato del acido sialico

Colesterolo (animali)

Fitosteroli (vegetali)

Glicolipidi (batteri e cianobatteri), sostituiscono gli steroli

Cromatografia su strato sottile

Tecnica usata per l'analisi dei lipidi.

Consente di separare i lipidi base alla loro solubilità rispetto alla fase stazionaria polare e alla fase mobile apolare.

Fase stazionaria: strato sottile di acido silicico posto su una lastrina di vetro o vessel.

Mobile: miscela di opportuni solventi.

1. I lipidi vengono depositati su una lastra ricoperta di acido silicico (depositati su una piattina ricoperta di acido silicico).

Il bordo della lastra viene immererai in un sistema risolvete.

Quando il risolvente per capillarità si sposta verso il punto d'origine i lipidi vengono trasportati a base alla loro polarità.

I lipidi polari hanno una bassa affinità per l'acido silicico (fase Rf), mentre quelli polari ho affinità per esso (vado verso che relento il risolvente è apolare).

Quando il risolvente arriva alla cima della lastra questa viene rimossa e essiccata e i lipidi recuperati per essere identificati.

Con l'eccezione degli steroli: gli acidi grassi fanno parte delle molecole di tutti i lipidi di membrana sono necessari per la loro struttura.

Onde insaturazione fossato pingere che un da estra steredi amicro a mobilità anel gruppo

Che gli acidi grassi possono hanno configurazione CIS provocando così ingiù rotto avere

gruppo apingere. Steredi fosforo resist-bo

e in questo modo non impaccattando stabilità ala la membrana

Asimmetria della membrana

- Lipidi sono distribuiti in modo ingiusto fra i due strati, sono due strati in gradi di ristoro.

Movimento dei lipidi:

- Flip-Flop (o diffusione trasversale). i loro: - movimento di lipidi da un monostrato all'altro, ve che le teste impro alla fossete nolle strato idrofobo. (& _aveva tuttavia strettamente emiente.

Movimento categoria lotti delle flippasi.

ROTOTAZIONE: la molecola ruota intorno al polo esterno. Più spesso, rapido, esterno!

DIFUSIONE: si spostano sulla membrana laterale.

Si dimostrato tramite: RECUPERO DELLA FLUORESCENZA DOPO FOTOBLANCAMENTO

• Le molecole lipidiche vengono marcate con un colorante fluorescente.
• Viene usato un raggio laser ad alta intensità per bloccare le colorazioni in piccola zona della membrana cellulare.
• Se la superficie è rimasta statica dopo con un microscopio a fluorescenza, vedo un buco nero e la parte nera.
• Se il punto compare pieno i lipidi si spostano in quella zona.

La fluidità cambia con la temperatura:

• Se T _a aumenta, F _b aumenta.
• Se T _c diminuisce, F _d diminuisce.

• Ogni stato lipidico ha una temperatura di transizione (Tm) a cui perde il reticolo solido e diventa di nuovo fluido.

Transizione di fase e cambiamento degli stati, per funzionare correttamente la membrana deve trovarsi allo stato funzionale (a T sopra della Tm).

Per determinarlo Tm: CALORIMETRIA A SCANSIONE DIFFERENZIALE

Controlla l’assorbimento di calore che avviene durante al passaggio di fase.

La fluidità della membrana dipende soprattutto dal tipo di catene che compongono gli acidi grassi delle code e dal grado di stato insaturazione. Catene lunghe = Tm più elevato = meno fluido.

Ispezione più lunga presente si indica che insaturazione = meno fluido catene idrocarburiche con il ripaccamento strutturato.

Nelle cellule eucariote della presenza di steroli. Le molecole limitate è influenzato dalla presenza di steroli. Le molecole grado di colesterolo a consente la membrana meno fluida.

Diminuisce F < T, Tm aumentato F a T ≥ Tm.

Addotamento euricoroso: regio va resconata cosa composizione endocitici della membrana sieratomeria costruite proverso di ver api rezia che fluidità della membrana.

Proteine Lipidiche

(glicolipidi) regolati localizzate di lipidi: spermatozoo esterno e psiosi (segmentipolari) → membrana spessa e molto glyco

Canali

presenza importante dalla membrana tramite il glicolipina

Altre possono recaettori consumate nel rilassamento dei segnali chimici con recettore sul muostrato apicale esterno attraverso la membrana plasmatica. Annunciano il segnale sui regioni interne alla cellula attivando le moles lapidanti. In tutte queste funzioni calcolate funzionalmente sulle interne, che consequenza specialia chiuisce che sono origine a segnali messaggi.

Le Proteine di Membrana: la Parte "A Mosaico" del Modello

Criocautura

La membrana viene colgolata: appogiate a copria di scalno di dilituente ai nuove lungo la parte interne perché spello golione e viene restante → si lavallano il sbar

Le bod alle nature della associato col il doppio stato le proteine vengono classificate:

• Proteine Integrali → regioni della porta interna sull'idrofol temporano regione idrofilo sporgano su uno utraculu:
• Transmembrana → est interno a esterno e poggiano in estranea
• (Monotasso → una volta
• Multitasso → più volte → formata da uno o più peptide (multimeriche))
• A volte possono esse essere colsolate al sciporte ametro tramite proteione su uno o più Segmenti Transmembrana Idrofol

Periferiche di Membrana

→ quali si seguine idrofobe qualli un struverrano comunque sulla membrana, sare collegate alle proteine attraverso carilato, a volte possone trasmentte forze contrattrazione stele e legano idrogeni.

Proteine di Membrana Accodate ai Liaux

• sicurato su un delle pe del doppio stato e collegate attraverso un ligande protruttore mediante legature collegate nel doppio stato.
• Possono esere zuccherate od un caldo presso strumente come al GPI (glicoselfatidilinositolo)

Per Studiare le Proteine

• Le proteine perferiche possoe essere colfrolate trasite quinccie di pH o della sensta donte. Oppure scolmizzate com isoloni cotoni che adesio astorioni per rimuovere il caliscio → con l'urea che rompe i legami idrogeno.
• Amche quelle ancorate ari lipidi.

Proteine integrali: uso di detergenti che rompono le interazioni idrofobiche

Elettroforesi:

Per separare le molecole vi vengono introdotte in un campo elettrico per separare misura...

• Esso si mette nel detergente
• vengono correlati solo da ogni detersione
• di solito il detersivo viene centrato al contrario della detersione
• Il centro utilizzato e delle loro proteine
• I macromomenti vengono correlati divisi in ogni detersione (via delle polari solo per alcune molecole singole)

Per determinare il proprio individuando

Cristallografia a raggi x:

Solo per le proteine che possano essere isolate in forma cristallina.

Analisi idropatica:

Vi sono stata una media in sequenza amminoacida di una proteina di membrana...

• Grafico di idropatia

Il sequenziamento del DNA offre la possibilità di dedurre la sequenza amminoacidica di una proteina necessario indispensabile per identificare i segmenti transmembrana mediante l’analisi di idropatia.

Funzioni delle proteine di membrana:

• Enzimi
• Proteine che trasportano e^- (cyt)

• Di trasporto: reazione di accoppiamento

• Canale: passaggio ideale: attivi o trasporto

• Recettore: rispondono segnali ormonali

• Comunicazione cellulare: per formare...

• Processi cellulari

• Regolo di RE e il CG

• Riconoscimento cellulare

• Sviluppo varie strutture

La membrana è funzionalmente diverso

• Le barriere che avvengono su un lato sono diverse da quelle che avvengono sull’altro

Molte membrane sotto ai lipidi per il proteico esteriogo saranno proteggeggiati dai carboidrati:

• Glicoproteine: aggiunge alla proteina al cristallo giudicale

• Glicolipidi: aggiunta al