Trasduzione del segnale
Trasporto passivo
Il rilevamento di segnali sulla superficie esterna della cellula e i meccanismi con cui tali segnali vengono trasmessi all'interno delle cellule eucariote sono fondamentali per il funzionamento cellulare.
Trasporto attivo
I processi di trasporto comprendono la diffusione semplice e la diffusione facilitata attraverso le membrane intracellulari, che dividono in compartimenti funzionali l'interno delle cellule eucariote.
Rilevamento del segnale
Le giunzioni adesive, come i desmosomi, e le giunzioni comunicanti, come i plasmodesmi nelle piante, sono importanti per l'organizzazione e la localizzazione della funzione cellulare e la comunicazione cellula-cellula.
Membrana cellulare
- Mantiene omeostasi: mantiene concentrazione di ioni e molecole entro valori corretti.
- Regola scambi fra interno ed esterno.
- È una membrana semipermeabile (permeabile a sostanze apolari, impermeabile a ioni e molecole polari).
Modelli strutturali della membrana
Negli anni '70, Unwin e Henderson hanno descritto le sequenze idrofobe delle proteine che attraversano la membrana come segmenti transmembrana. Robertson nel 1960, Gorter e Grendel nel 1980 e Overton hanno contribuito allo studio della natura lipidica della membrana, descrivendola come una membrana unitaria con un doppio strato lipidico.
Nel 1972, Singer e Nicolson hanno proposto il modello del mosaico fluido, in cui proteine sono immerse in un doppio strato lipidico. Langmuir nel 1935 e Davson e Danielli hanno fornito ulteriori dettagli riguardo al monostrato lipidico e agli strati proteici.
Componenti della membrana
- Fungono da antigeni riconosciuti da anticorpi: l'antigene A e B marcano i globuli rossi.
- Fitosteroli (in cellule vegetali), colesterolo (cellule animali), gangliosidi (hanno testa glucidica contenente residui di acido sialico).
- Cerebrosidi (glicolipidi neutri), opanoidi (in alcuni procarioti), sostituiscono gli steroli nella membrana interna di mitocondri e cloroplasti.
- Derivati da sfingosina (abbondanti nelle cellule del cervello e dei nervi), derivati da glicerolo (fosfogliceridi).
- Zattere lipidiche e caveole (piccole invaginazioni) sono coinvolte in meccanismi di trasduzione del segnale.
Struttura della membrana
I lipidi di membrana, come parte "fluida", sono asimmetricamente distribuiti e la maggior parte dei glicosfingolipidi si trova sullo strato esterno, dove i loro gruppi glucidici sono coinvolti nella segnalazione e riconoscimento. La sfingomielina è assente in piante, batteri, mitocondri e cloroplasti.
La cromatografia su strato sottile (TLC) è una tecnica usata per separare i lipidi, dimostrando la distribuzione della maggior parte dei lipidi all'interno delle membrane, determinata dalla loro asimmetria.