Riassunti esame di fondamenti di biologia

SINGOLIPIDI

Gli sfingolipidi derivano dalla sfingosina (blu), un aminoalcol con una lunga catena acilica (grigia) al cui gruppo aminico si lega una catena idrocarburica (rosa).

FLUIDITÀ DELLE MEMBRANE

La membrana, per funzionare correttamente, deve avere un grado di fluidità ottimale. Più le catene lipidiche sono corte o hanno doppi legami, più le membrane sono fluide.

Se tutte le code sono sature, queste saranno strettamente impacchettate tra loro e la membrana sarà meno fluida. Se le code sono insature, invece, renderanno la membrana una struttura fragile.

Il colesterolo si posiziona fra le code idrofobiche dei fosfolipidi e rende i doppi strati lipidici meno fluidi quando è presente in alte concentrazioni, mentre se è poco concentrato aumenta la fluidità interponendosi tra le code idrofobiche. Questo dipende dalla temperatura alla quale si lavora. Se la temperatura si abbassa, i fosfolipidi si ammucchiano e il colesterolo li tiene comunque ad una certa distanza. Se aumento la temperatura, i fosfolipidi si separano e il colesterolo non ha più un effetto significativo sulla fluidità della membrana.

membrana; sono le proteine legate covalentemente ai lipidi della membrana. GLICOPROTEINE DI MEMBRANA Le glicoproteine sono proteine che presentano uno o più zuccheri legati covalentemente. Sono importanti per la comunicazione cellulare e per il riconoscimento delle cellule da parte del sistema immunitario. GLICOLIPIDI DI MEMBRANA I glicolipidi sono lipidi che presentano uno o più zuccheri legati covalentemente. Svolgono un ruolo importante nella protezione della membrana e nella comunicazione cellulare. PERMEABILITÀ SELETTIVA La membrana plasmatica è selettivamente permeabile, il che significa che permette il passaggio di alcune sostanze e impedisce il passaggio di altre. Questa selettività è garantita dalla presenza di proteine di trasporto e canali ionici nella membrana. FLUIDITÀ DELLA MEMBRANA La membrana plasmatica è fluida, il che significa che i lipidi e le proteine possono muoversi lateralmente nella membrana. Questa fluidità è importante per il funzionamento delle proteine di membrana e per la comunicazione cellulare. RIPARAZIONE DELLA MEMBRANA La membrana plasmatica è in grado di ripararsi da danni grazie a processi di riparazione che coinvolgono la fusione di vescicole e la sintesi di nuovi lipidi e proteine di membrana. In conclusione, la membrana plasmatica è una struttura dinamica e complessa che svolge molteplici funzioni vitali per la cellula.

lipidi.

PROTEINE ESTRINSECHE ED INTRINSECHE

PROTEINE ANCORATE

All'esterno della cellula, le proteine si legano alla membrana attraverso le componente glucidica (zuccherina) di un glicolipide.

Le lipoproteine si legano alla membrana direttamente alla componente lipidica.

La membrana deve essere immaginata come un mare di lipidi, comprendente delle "zattere lipidiche", ovvero delle regioni ricche di sfingolipidi e colesterolo che si impacchettano strettamente e creano dei domini (zattere) che si muovono all'interno di questo mare di fosfolipidi.

ESPERIMENTO

Il discorso della fluidità della membrana è stato messo in evidenza da un esperimento nel 1970. È stata presa una cellula umana le cui proteine superficiali sono state marcate con specifici fluorocromi. Nella cellula del topo le proteine di membrana sono state marcate di un colore diverso. Fondendo le 2 cellule si è osservato che inizialmente le proteine delle 2 cellule rimanevano nei propri

compartimenti ma man mano che passava il tempo le proteine delle due cellule si mescolavano, questo stava a significare che queste strutture (lipidi e proteine) non rimanessero ferme ma erano dotati di una certa fluidità. Ecco spiegata la fluidità della membrana.

FUNZIONI DELLE PROTEINE

CARATTERISTICHE DELLA MEMBRANA

• Discontinuità: le proteine integrali, che attraversano parzialmente o totalmente il doppio strato fosfolipidico, interrompono questo "mare di lipidi".
• Fluidità: la membrana risulterà poco fluida, qualora fossero presenti lipidi con lunghe catene sature, mentre saranno molto fluide se sono presenti lipidi con lunghe catene insature. La fluidità dipende anche dalla presenza del colesterolo e dalle proteine integrali che si muovono nel doppio strato fosfolipidico.
• Asimmetria: vi è una diversa distribuzione sui due strati di lipidi, proteine e glucidi (questi ultimi solo sulla faccia esoplasmatica).

Sul foglietto esterno

vi è una concentrazione più elevata di sfingolipidi e glicolipidi (portano legate catene di zuccheri che vengono definite glicocalice). FUNZIONI:

1. Funzione strutturale: ha la funzione di delimitare il volume della cellula contenendo il citoplasma.
2. Funzione di trasporto: la membrana plasmatica non è statica, ma dinamica. Inoltre è attraversata, ma selettivamente permeabile (non tutti gli ioni possono attraversarla).
3. Funzione di relazione: ha la funzione di riconoscere cellule della stessa specie, degli stessi individui e degli stessi tessuti, ed ha inoltre una funzione di relazione all'interno della divisione cellulare.

FUNZIONE DI TRASPORTO: Vi sono 2 tipi di trasporto: attivo e passivo.

• Trasporto passivo: non richiede energia, quindi non vi è consumo di energia. Il trasporto passivo si divide a sua volta in due tipi di diffusione:
  • Diffusione semplice
  • Diffusione facilitata

Nella diffusione semplice non è richiesto l'intervento di proteine di membrana, mentre nella diffusione facilitata sono coinvolte proteine di membrana chiamate canali o trasportatori.testo formattato con tag html:

delle proteine di membrana. È una diffusione che permette il passaggio di gas come ossigeno, anidride carbonica, urea ed etanolo). Non è richiesto intervento di altre proteine in quanto la diffusione avviene secondo gradiente di concentrazione, passando da un compartimento a maggiore concentrazione, verso un compartimento a minore concentrazione.

Nella diffusione facilitata è richiesto l'intervento di proteine integrali di membrana. Queste proteine di membrana possono essere di due tipi: trasportatori e proteine canale.

I trasportatori sono coinvolti nel passaggio di molecole più grandi (glucosio e aa) e sono proteine di membrana che attraversano totalmente la membrana, mettendo a contatto interno ed esterno.

I trasportatori si dividono in due sottogruppi: uniporto e cotrasportatori.

Con UNIPORTO si intende che le proteine trasportano una sola sostanza secondo gradiente.

Con COTRASPORTATORI si intende che le proteine trasportano 2 molecole diverse.

Il trasporto di queste 2 molecole può avvenire nella stessa direzione (simporto) o secondo senso opposto (antiporto).

Le proteine canale sono proteine che consentono il passaggio di acqua ed il passaggio di ioni (acquaporine e canali ionici).

• Trasporto attivo richiede energia, quindi la cellula consuma energia che prende dall'idrolisi dell'ATP.

Il consumo di energia avviene in quanto la cellula va contro il gradiente di concentrazione, ovvero le sostanze/molecole vengono trasportate dal compartimento a concentrazione minore a quello a concentrazione maggiore.

Esempi di pompe che pulsano la sostanza contro gradiente di concentrazione o contro gradiente elettrochimico sono: pompe calcio, pompe protoniche e pompe sodio/potassio.

PERMEABILITÀ DEI DOPPI STRATI LIPIDICI: SEMIPERMEABILE: Le molecole piccole idrofobiche (gas, benzene, etanolo) passano secondo gradiente, ma le molecole grosse polari o molecole cariche non passano.

TRASPORTO PASSIVO: DIFFUSIONE FACILITATA,

TRASPORTATORI

TRASPORTO PASSIVO: DIFFUSIONE FACILITATA, CANALI IONICI

I canali ionici, a differenza dei trasportatori, possono essere chiusi o aperti, permettendo il passaggio degli ioni dal compartimento dove sono più concentrati al compartimento dove sono meno concentrati.

COMPOSIZIONE IONICA ALL'INTERNO E ALL'ESTERNO DELLA CELLULA

Considerato il fatto che la membrana plasmatica è semipermeabile, qualcosa potrà passare, qualcos'altro no. È molto importante la concentrazione degli ioni che ci sono nell'ambiente sia esterno (extracellulare), che interno (intracellulare), in quanto essi vanno a influenzare la pressione osmotica, e quindi vanno a determinare il volume della cellula.

→+- Na sono presenti all'esterno della cellula canali chiusi

-- Cl sono presenti all'esterno della cellula

→+- K sono presenti all'interno della cellula canali aperti

OSMOSI E PRESSIONE OSMOTICA

Ho 2 compartimenti in comunicazione, separati da una

membrana.Nei due compartimenti ho diverse quantità di zucchero.Che cosa succede?L'H2O si muove in modo da equilibrare le concentrazioni tra i duecompartimenti.Si muove dal lato in cui le molecole di acqua libera sono più concentrate verso illato in cui sono meno concentrate, ovvero dalla soluzione a minor concentrazionea quella a maggior concentrazione.L'osmosi è questo movimento di acqua che si verifica.

NEL CASO DELLA CULLULA:Se la cellula si trova in condizione isotonica, cioè la concentrazione che ho all'esterno è uguale a quella dell'interno, l'acqua entra ed escetranquillamente.In soluzioni ipotonica la cellula all'esterno è circondata da una soluzione meno concentrata rispetto all'interno, per cui l'acqua tenderà a passaredall'esterno all'interno con lo scopo di rendere le due concentrazioni uguali.Quindi l'ambiente interno verrà diluito. Però la

La cellula ingloba acqua ed ad un certo punto scoppia dovuta all'elevata pressione osmotica. In soluzioni ipertonica la cellula all'esterno è circondata da una soluzione molto concentrata rispetto all'interno della cellula. L'acqua che è all'interno della cellula tende ad uscire perché deve diluire l'ambiente esterno, in modo che le due concentrazioni si eguagliano, ma la cellula in questo caso si disidrata, raggrinzisce.

In base alla concentrazione degli ioni, la pressione osmotica cambia e quindi ne viene influenzato il volume della cellula.

SELETTIVITA' IONICA DEI CANALI DL Na e K+

I canali per il Na sono quasi tutti chiusi, quindi il sodio rimane più concentrato, più abbondante all'esterno.

I canali per il potassio sono quasi tutti aperti, per cui questi ioni sono più concentrati all'interno.

COSA SUCCEDE? Il potassio tenderà ad uscire verso l'esterno secondo gradiente di concentrazione.

Quindi esternamente accumulo più cariche positive, fino al punto che esternamente ho tante cariche positive che mi impedisce allo ione K di continuare ad uscire (la carica + si oppone all'uscita). Questo contribuirà a generare un potenziale trans-membrana che di solito vale attorno a -70 millivolt. Considerato il fatto che lo ione K esce e contribuisce alla creazione di cariche + all'esterno, l'interno della membrana queste cariche + le perde e ciò genera l'accumulo di cariche negative al suo interno. La carica interna - richiama il Na verso l'interno, il quale tenderebbe ad entrare tramite canali che si aprono. Se questo meccanismo rimane attivo la differenza di carica mi si annulla, perché porto dentro ioni + che mi annullano la carica -. Con questo processo ne viene influenzato il V della cellula. Devo riportare la situazione iniziale di disequilibrio (NO EQUILIBRIO), per poter mantenere l'esatta pressione osmotica.