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Quando la temperatura si abbassa fino ad un determinato punto di congelamento la

membrana passa da uno stato liquido ad uno stato rigido (transizione di fase). La

membrana è più difficile da congelare se le catene idrocarburiche sono corte ho hanno

doppi legami. Una minore lunghezza delle catene riduce l’ interazione tra le catene anche

di monostrati opposti. I doppi legami producono pieghe rendendo più difficile il

compattamento. Quando la temperatura scende come risposta vengono sintetizzati acidi

grassi con più doppi legami evitando la diminuzione della fluidità.

Il colesterolo si inserisce nel doppio strato con il gruppo ossidrile vicino ai gruppi di testa

polari, e i suoi anelli steroidei interagiscono immobilizzando le regioni di catene

idrocarburiche piu’ vicine ai gruppi di testa polari. Il colesterolo, quindi, rende lo strato

lipidico meno deformabilee fa diminuire la permeabilità a piccole molecole solubili. Però

anche se il colesterolo compatta i lipidi del doppio strato non rende la membrana meno

fluida, anzi, ad alte concentrazioni di colesterolo le catene idrocarburiche non riescono a

unirsi e cristallizzare.

Nonostante la fluidità del doppio strato le molecole lipidiche possono assemblarsi in

domini specializzati chiamati zattere lipidiche arricchite di sfingolipidi e colestrolo. Poiché

le catene idrocarburiche degli sfingolipidi sono più lunghe e dritte le zattere sono più

spesse delle altre parti del doppio strato e possono ospitare meglio certe proteine di

membrana. Le zattere lipidiche aiutano a organizzare proteine di membrana per farle

funzionare per il trasporto in vescicole oppure per collaborare con complessi proteici per la

conversione di segnali extracellulari in intracellulari.

La maggior parte delle cellule conserva un eccesso di lipidi in goccioline lipidiche, da cui i

lipidi possono essere recuperati come unità da costruzione per la sintesi di membrane o

come fonte di cibo. Le goccioline lipidiche sono organelli formati da un solo strato di

fosfolipidi e una grande varietà di proteine, e si formano quando la cellula è esposta ad

alte concentrazioni di acidi grassi.

ASIMMETRIA DOPPIO STRATO LIPIDICO

Le composizioni dei due monostrati sono diverse, e l’ asimmetria è funzionalmente

importante nella conversione di segnali extracellulari in intracellulari.

Ad esempio, nella membrana che contiene delle fosfolipasi, attivate da segnale esterno,

sono tagliate specifiche molecole di fosfolipidi e vengono indotti dei comportamenti

intracellulari. La fosfolipasi C taglia un fosfatidilinositolo nel monostrato citosolico

generando due frammenti; uno dei quali è rilasciato nel citosol e stimola rilascio di calcio

dal RE.

Anche nell’ Apoptosi viene sfruttata l’ asimmetria:

la fosfatidilserina, che normalmente si trova sul monostrato citosolico, è traslocata sul

monostrato extracellulare inducendo i macrofagi a fagocitare la cellula morta. Questa

traslocazione della fosfatidilserina avviene tramite inattivazione del traslocatore di

fosfolipidi che dal lato non citosolico porta al lato citosolico e tramite l’ attivazione di una

scramblasi che trasferisce i fosfolipidi in entrambe le direzioni fra i due monostrati.

I glicolipidi si trovano solo sul monostrato non citosolico. La loro disposizione solo sul lato

non citosolico è determinata dall’ aggiunta di zuccheri nel lume dell’ apparato di

Golgi(topologicamente equivalente all’ esterno della cellula). Una volta portati alla

membrana gli zuccheri sono esposti alla superficie cellulare dove hanno ruoli importanti

nell’ interazione cellula-ambiente come protezione dalle condizioni estreme (basso Ph ed

enzimi degradativi) oppure in processi di riconoscimento cellulare in cui le proteine di

membrana riconoscono carboidrati e si legano a zuccheri di glicolipidi nel processo di

adesione cellula-cellula.

PROTEINE DI MEMBRANA

Le proteine di membrana svolgono la maggior parte delle funzioni specifiche delle

membrana, conferendo alla cellula le sue caratteristiche proprietà funzionali.

Le proteine possono associarsi alla membrana sostanzialmente in modi diversi:

le proteine transmembrana (sono anfipatiche) attraversano il doppio strato lipidico come

una singola elica, eliche multiple o come un barile beta. Alcune proteine sono ancorate alla

superficie da una alfa elica anfipatica; altre sono legate alla membrana attraverso

interazioni covalenti con un lipide di collegamento nel monostrato citosolico o con un

fosfatidilinositolo sul monostrato non citosolico attraverso ancora di GPI. Infine altre

proteine (periferiche) sono legate alla membrana da interazioni non covalenti con altre

proteine di membrana.

Le proteine transmembrana funzionano su entrambi i lati, mentre quelle associate ad un solo monostrato di

solito sono legate tramite un lipide. Quelle che convertono segnali extracellulari in intracellulari sono legate al

monostrato citosolico.

Le proteine transmembrana di solito attraversano l’ ambiente idrofobico con una

conformazione ad alfa elica. I residui amminoacidici sono apolari mentre i legami peptidici

della proteina sono polari e, vista l’ assenza di acqua nello spazio idrofobico, tendono a

formare legami idrogeno fra loro. La formazione di legami idrogeno tra legami peptidici è

massimizzata se la catena polipetidica forma un’ alfa elica mentre attraversa il doppio

strato. Un altro modo di soddisfare la richiesta di legami idrogeno è quella di formare barili

beta.

I barili beta formano pori generando canali pieni d’ acqua che permettono a soluti idrofilici

di attraversarli. Le catene laterali polari rivestono il canale acquoso, mentre le catene non

polari sono proiettate all’ esterno e interagiscono con la parte idrofobica del doppio strato.

La maggior parte delle proteine transmembrana sono glicosilate (i residui di zucchero sono

aggiunti nel lume del RE e dell’ apparato di Golgi). Quindi, per questo gli oligosaccaridi

sono presenti sul lato non citosolico. Il citosol ha un ambiente riducente che non permette

la formazione di legami disolfuro, questi legami però si formano sul lato non citosolico e

contribuiscono a stabilizzare la struttura della catena polipeptidica. I carboidrati rivestono

la superficie di tutte le cellule e con il termine glicocalice si indica la zona ricca di

carboidrati che hanno funzioni di rivestimento, protezione dal danno meccanico e chimico,


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Medicina e chirurgia
SSD:
Università: Salerno - Unisa
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Learningbyme di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia applicata e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Salerno - Unisa o del prof Remondelli Paolo.

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