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Membrane biologiche

Struttura base della membrana

Tutte le membrane contengono proteine e lipidi, ma in proporzioni

variabili.

Ad es. la mielina, che isola le fibre nervose, è formata dal 18% di

proteine e dal 76% di lipidi; La membrana mitocondriale interna è

formata per il 76% da proteine e solo

per il 24% da lipidi.

Le membrane plasmatiche di globuli rossi

umani e murini contengono uguali percen-

tuali di lipidi e proteine (43,52% e 44,49%)

rispettivamente.

Membrane biologiche

Struttura base della membrana

Le proteine sono incorporate nel bilayer. Possono passare

attraverso il bilayer (proteine o possono

di transmembrana)

essere ancorate nella zona citoplasmatica o in quella esterna.

Membrane biologiche

Fosfolipidi di membrana:

Sono tra i principali lipidi di

membrana.

Hanno una testa polare e due

code idrofobiche.

fosfato

(idrofilo)

glicerolo

Acidi grassi

(idrofobico) MODELLO

Membrane biologiche

La testa polare ha un gruppo

ammonio e un gruppo fosfato che,

mediante una molecola di glicerolo,

si lega a due code di acidi grassi.

Una delle due catene è formata

da acidi grassi saturi, mentre l’altra

cis

contiene un doppio legame (acido

grasso insaturo) che determina un

“gomito” nella struttura.

Tale gomito influenza

l’impacchettamento dei fosfolipidi

e il movimento sul piano laterale

della membrana.

Membrane biologiche

Impacchettamento dei fosfolipidi in due “foglietti” nella membrana

cis

La presenza del doppio legame impedisce un impacchettamento

troppo stretto e rende il bilayer difficile da congelare

Membrane biologiche

Il bilayer lipidico conferisce alla membrana le sue caratteristiche di

fluidità.

A basse T, il bilayer è in

stato di gel e strettamente

impacchettato.

A T più alta (corporea), il

bilayer è “fuso” e l’interno è

fluido, permettendo così

alle molecole lipidiche di

muoversi, ruotare,

scambiarsi di posto.

Membrane biologiche

Colesterolo di membrana:

La quantità di colesterolo nelle membrane è variabile. La membrana

plasmatica contiene quasi una molecola di colesterolo per molecola di

fosfolipide.

Altre membrane (ad es. batteriche) non contengono colesterolo

OH

Molecola di

colesterolo

Membrane biologiche

Colesterolo di membrana:

La molecola di colesterolo si inserisce nella membrana con la stessa

orientazione dei fosfolipidi, allineando le teste polari.

Funzioni:

Bloccare i gruppi idrocarburici dei

fosfolipidi, in modo da rendere meno

deformabile il bilayer e da diminuire la

permeabilità alle molecole idrofiliche.

Prevenire la cristallizzazione degli

idrocarburi e gli spostamenti all’interno della

membrana

Membrane biologiche

Glicolipidi di membrana:

La parte formata da una molecola di zucchero punta verso lo spazio

extracellulare. Si aggregano nella

membrana.

Svolgono funzioni di

protezione e

isolamento e sono siti

di binding recettoriali.

Le tossine (colera, tetano) vengono legate dai glicosfingolipidi

Sfingolipidi e colesterolo cooperano per raccogliere le proteine

in una regione della membrana chiamata “microdomain”.

Agiscono come ancore per l’attacco di proteine quando le membrane

si muovono intorno alla cellula e durante la trasduzione del segnale.

Membrane biologiche

Proteine di membrana: Proteine integrali

Le “proteine sono amfipatiche (possiedono sia

di transmembrana”

regioni idrofobiche che idrofiliche) e fortemente associate alla

membrana. Sono dette anche “proteine integrali”.

Esse possono essere staccate dalla membrana solo mediante enzimi,

solventi o detergenti.

Membrane biologiche

Proteine di membrana: Proteine integrali

Funzioni:

Trasporto di varie specie attraverso la membrana

Siti recettoriali (ad es. nella glicoforina i residui oligosaccaridici

agiscono come recettori del virus dell’influenza).

Attraversano la membrana varie volte e le sezioni che attraversano

la membrana si chiamano “domini di transmembrana”.

A volte le proteine si raggruppano insieme a formare un “poro”

attraverso la membrana.

I pori sono punti importanti di passaggio di farmaci e di ioni (canali

ionici).

Sono stati individuati molti canali ionici;

+ + -

essi sono selettivi (Na , K , Cl ). Le proteine che formano questi canali

sottostanno a cambiamenti conformazionali che aprono e chiudono

il canale.

Membrane biologiche

Proteine di membrana: Proteine periferiche

Le “proteine si ancorano sulla superficie

di membrana periferiche”

citoplasmatica (mediante attacco a una catena di acidi grassi), o sulla

superficie esterna della cellula (attacco a un oligosaccaride), o ad

altre proteine.

Passaggio delle specie attraverso le membrane

biologiche

Permeabilità delle membrane

Le membrane biologiche sono barriere fisiche, ma

che permettono a piccole molecole non cariche di

attraversarle.

Il passaggio è permesso anche a molecole solubili

nei lipidi.

Le molecole grandi e quelle cariche passano

NON

attraverso le membrane

Passaggio delle specie attraverso le membrane

biologiche

Come attraversano le membrane le

altre molecole ??

Due sono i modi principali attraverso i quali le molecole

tipicamente attraversano le membrane:

Trasporto passivo e Trasporto attivo

Il trasporto attivo richiede che la cellula usi energia che

proviene dal cibo per spostare le molecole (o particelle più

grandi) attraverso la membrana cellulare.

Il trasporto passivo non richiede questo consumo di

energia, e avviene spontaneamente.

Passaggio delle specie attraverso le membrane

biologiche

Meccanismi di trasporto

Diffusione passiva semplice movimento da zone a

alta concentrazione a zone a bassa concentrazione.

La membrana non partecipa attivamente al processo.

E’ il metodo di trasporto di soluti non carichi e non-

polari, solubili nei lipidi di membrana.


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AUTORE

Atreyu

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+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Slides per il corso di Chimica Farmaceutica dove sono spiegati i seguenti argomenti:
- Le membrane biologiche della cellula: funzioni e modelli;
- Fosfolipidi di membrana e proteine di memebrana;
- Meccanismi di trasporto transmembrana: osmosi, trasporto attivo, endocitosi ed esocitosi.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2010-2011

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di CHIMICA FARMACEUTICA e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Cesta Maria Candida.

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