Le membrane cellulari

°C. COLESTEROLO

Un altro lipide fondamentale per la membrana plasmatica è il colesterolo. Quest'ultimo si inserisce nei fosfolipidi andando a posizionare il gruppo polare (gruppo alcolico) a contatto con le teste polari dei fosfolipidi mentre la struttura apolare del colesterolo si interfaccia con le code degli acidi grassi.

Qual è la funzione fondamentale delle molecole di colesterolo facenti parte della membrana? La funzione principale è quella di regolare la fluidità di membrana. Questo perché la porzione idrofobica del colesterolo, soprattutto i quattro anelli condensati, conferiscono una certa rigidità alle code degli acidi grassi.

Noi sappiamo che le strutture cicliche o le strutture che presentano doppi legami non hanno possibilità di movimento, di rotazione. Quindi, la struttura a quattro cicli condensati del colesterolo essendo rigida, non avendo possibilità di rotazione irrigidisce le code degli acidi grassi che sono intorno.

ad esso. Anche il colesterolo nelle membrane plasmatiche lo possiamo trovare in micro-domini, quindi il colesterolo lo si può trovare concentrato in raft e anche sparso. La percentuale di colesterolo, presente nelle membrane plasmatiche e intra-citoplasmatiche, varia dal 15% al 25%. Solamente nelle membrane mitocondriali la percentuale risulta essere più bassa. A testimoniare il fatto che i lipidi in genere, ma soprattutto i fosfolipidi delle membrane plasmatiche non sono delle strutture statiche e quindi che la membrana plasmatica è una struttura attiva, dinamica è che le molecole di fosfolipidi in un doppio strato sono dotate di movimento. Quali sono i movimenti possibili? I movimenti possibili sono due: 1. Mobilità laterale 2. Flip-flop Di questi due movimenti quello che avviene più frequentemente è la mobilità laterale che consiste nella possibilità che un fosfolipide che si trova in uno strato (superiore) del doppio strato possascambiarsi con quello vicino. Quindi la mobilità laterale non è altro che il movimento di una molecola di fosfolipide nello stesso strato in cui si trova, scambiandosi con la molecola di fosfolipide che gli sta accanto → cambio di posizione all'interno dello stesso strato. Questo movimento avviene grazie all'energia cinetica; più la temperatura è alta, maggiormente avviene. L'altro movimento, meno frequente, è il movimento flip-flop. In questo caso, una molecola di fosfolipide dallo strato superiore del doppio strato si gira, si muove, sullo strato inferiore. Questo movimento avviene meno frequentemente perché, per poter avvenire, ha bisogno di molta energia per far attraversare alla testa polare del fosfolipide il core idrofobico della membrana che è apolare. Infatti, questo movimento avviene con l'intervento di enzimi particolari che sono le flippasi. Gli enzimi sono delle molecole biologiche che hanno la funzione di catalizzare.

accelerare delle reazioni biochimiche che altrimenti avverrebbero con tempi molto lunghi, incompatibili con la vita. Nel nostro organismo abbiamo bisogno di tantissimi enzimi. È come se io volessi sciogliere una gocciolina di olio in un bicchiere d'acqua. Ovviamente la gocciolina di olio non si scioglie, si crea una emulsione proprio perché l'energia richiesta è molto grande. I lipidi sono delle molecole dinamiche e la dinamicità la esprimono molto frequentemente con movimenti laterali e meno frequentemente con movimenti flip-flop. La membrana plasmatica è una struttura altamente complessa, a dispetto di quello che si pensava fino a 10 anni fa, ovvero che la membrana plasmatica fosse una semplice barriera. È una struttura in cui risiedono molte proteine di membrana in questo mare di lipidi che svolgono determinate funzioni.

PROTEINE

Le proteine hanno una natura chimica totalmente differente dalla natura chimica dei lipidi. Sono delle molecole

proteine superficiali, invece, sono quelle che si trovano sulla superficie del doppio strato fosfolipidico. Queste proteine possono avere diverse strutture, come ad esempio le strutture a foglietto beta. Le proteine svolgono molte funzioni nel nostro corpo. Possono agire come enzimi, catalizzando reazioni chimiche all'interno delle cellule. Possono anche svolgere un ruolo strutturale, fornendo supporto e stabilità alle cellule e ai tessuti. Altre proteine sono coinvolte nel trasporto di molecole all'interno del corpo, come ad esempio l'emoglobina che trasporta l'ossigeno nei globuli rossi. Le proteine sono fondamentali per il corretto funzionamento del nostro organismo e la loro struttura tridimensionale è essenziale per la loro attività. La struttura delle proteine può essere influenzata da vari fattori, come la temperatura, il pH e la presenza di altre molecole. In conclusione, le proteine sono costituite da amminoacidi e possono avere diverse strutture tridimensionali. Possono essere proteine integrali di membrana o proteine superficiali e svolgono molte funzioni vitali nel nostro corpo.Il lume del canale è quella porzione che permette il passaggio delle sostanze dall'interno all'esterno e viceversa. Il canale ionico non è sempre aperto ma è dotato di un sistema attraverso il quale il canale si apre oppure si chiude. Le proteine integrali possono assolvere alla funzione di poro cioè di una struttura sempre aperta. Quindi, il poro è una proteina integrale che permette il passaggio di sostanze ed è sempre pervia. Poi sono presenti delle proteine integrali di membrana che fungono da trasportatori non dotati di un lume del canale. È una proteina che funge da carrier, lega una sostanza che ad esempio si trova all'esterno nel liquido extracellulare, la abbraccia e la traghetta nel citoplasma e viceversa. Possono avere anche una funzione recettoriale ovvero recepiscono determinati messaggi. Proteine che hanno una funzione strutturale o anche meccanica. Perché la maggior parte delle cellule hanno una forma

rotondeggiante che in ambiente isolato rimane costante? Queste perché associate alla membrana plasmatica dal lato citoplasmatico sono presenti delle proteine citoscheletriche (filamentose) che hanno la funzione di fungere da scheletro, infatti conferiscono alla cellula la forma.

Funzione enzimatica

Funzione di collegamento

Queste ultime due non le tratteremo perché non riguardano le funzioni fisiologiche di una cellula.

La proteina superficiale invece è quella proteina adagiata o al limite che entra in uno dei due strati del doppio strato lipidico.

Le proteine a seconda del fatto che siano integrali o superficiali assolvono, da un punto di vista fisiologico, funzioni diverse.

Un sinonimo di poro è canale di leakage oppure canale a perdita o canale passivo.

Oltre ai pori nelle membrane sono presenti anche dei canali che non sono sempre aperti la cui apertura è regolata da alcuni fattori e questi canali sono detti canali regolabili.

Possiamo anche avere come tipologia

di proteina che permette il passaggio delle sostanze attraverso il doppio strato lipidico i trasportatori che non sono dei canali ma sono delle proteine che legano la sostanza e attraverso delle variazioni conformazionali la portano o all'interno oppure all'esterno della cellula. Prenderemo anche in considerazione le proteine recettoriali, quelle che funzionano da vere e proprie antenne in quanto sono preposte alla ricezione di segnali, per lo più segnali provenienti dall'esterno quindi dall'ambiente extracellulare. E poi abbiamo le proteine con una funzione strutturale-meccanica. Queste proteine sono quelle che conferiscono alle nostre cellule la loro struttura, la loro forma quindi sono delle proteine legate e collegate alla membrana plasmatica e da un punto di vista citologico fanno assumere alla cellula la sua forma. In questa immagine è riportata la conformazione del canale, che può essere un canale di leakage o un canale regolabile non ha importanza,

Nella membrana plasmatica, il canale è una proteina che si inserisce formando un tunnel attraverso la membrana. La proteina canale è costituita dalla porzione proteica rappresentata dalle alfa-eliche e dai loop, che costituisce la parete del canale. Il canale è il foro centrale attraverso cui passano le sostanze. La porzione proteica è inserita nel doppio strato lipidico della membrana e crea un varco attraverso cui fluiscono le sostanze. I canali consentono il passaggio di sostanze cariche, come gli ioni (sodio, potassio, calcio, ecc.), attraverso il doppio strato lipidico.