Parete cellulare

LA MEMBRANA CELLULARE

La membrana cellulare è molto importante poiché:

1. Funge da barriera di permeabilità

2. È coinvolta in processi di trasporto

3. È coinvolta nel rilevamento di segnali (attraverso di zuccheri legati a proteine di membrana)

4. È coinvolta in processi di comunicazione tra cellule adiacenti.

Negli eucarioti viene continuamente rinnovata per vicariare alle continue perdite dovute alla

fagocitosi.

La membrana plasmatica ha spessore di 5-8nm e segue il MODELLO A MOSAICO FLUIDO

(modello Singer-

Nicolson, 1972), secondo il quale sia composta da un doppio strato lipidicosemipermeabile, nel

quale sono immerse le

proteine e altre molecole.

È definita asimmetrica perché le superfici intra ed extra cellulare sono diverse.

LIPIDI 60%

Fosfolipidi

Doppio strato di fosfolipidi, formati da teste polari idrofile (gruppo fosfato con carica negativa),

rivolte verso lo spazio

extra e intra ©, e code apolari idrofobe (acidi grassi: idrocarburi), comunicanti.

La lunghezza della catena idrocarburica degli acidi grassi (lunghezza della coda) e il grado di

saturazione di

quest¶ultima influenzano notevolmente la fluidità di membrana

Colesterolo

La percentuale di colesterolo, posto in prossimità di un acido grasso insaturo,

influenza la fluidità di membrana.

I lipidi permettono, nella membrana, due tipi di movimento:

- Il movimento in senso laterale (rotazione delle teste polari dei

fosfolipidi)

- Diffusione trasversale³flip-flop´ (capovolgimento del fosfolipide)

Nelle cellule vegetali è sostituito da fitosteroli e nei batteri da opanoidi.

PROTEINE DI MEMBRANA 30%

Generalmente una molecola di proteine è posizionata ogni 25 molecole di fosfolipidi. Possono

essere:

- Proteine integrali (o intrinseca)

Sono immerse nel doppio strato e sono strettamente associate ad esso.

x Monotopiche: Rivolte solo su un versante (ext o int)

x Trasnmembrana: Entrambi i versanti

Monopasso: Attraversano il doppio strato una sola volta

Multipasso: Attraversano il doppio strato più volte

x Multimeriche: Formate da più porzioni

x Completamente periferiche: Si trovano a ridosso della membrana ma non l¶attraversano

- Proteine periferiche:Sono prive di regioni idrofobe e non interagiscono con la porzione

idrofobica. Sono

legati con legami deboli alla parte idrofila (di proteine transmembrana o le teste polari dei

fosfolipidi)

- Proteine ancorate ai lipidi: Non libere di spostarsi e unite covalentemente ai lipidi (colesterolo o

code

idrofobe fosfolipidiche).

- Proteine glicosilate: Glicoproteine (proteine+zuccheri), con funzione di recettore.

La presenza di proteine all¶interno del doppio strato è possibile poiché quest¶ultime sono

formate da tanti amminoacidi

che hanno un gruppo R apolare rivolto verso le code idrofobiche dei fosfolipidi. Essendo

entrambi apolari, la loro

presenza e comunicazione è ideale.

In modo analogo, esternamente alla proteina troviamo il gruppo -COOH polare

dell¶amminoacido, che si trova bene a

contatto col citosol o con lo spazio extracellulare (composti principalmente da acqua) poiché

sono entrambi apolari.

CARBOIDRATI 10%

Sono localizzati sul versante esterno. Possono essere:

- Glicolipidi: Funzionano come segnali di riconoscimento per le interazioni tra cellule.

- Glicoproteine: Permettono ad una cellula di essere identificata.

PASSAGGI ATTRAVERSO LA MEMBRANA

TRASPORTO PASSIVO

Avviene secondo gradiente di concentrazione, dunque si ha un flusso di materia da una zona

più concentrata (a livello

di soluti) ad una zona meno concentrata. NON richiede spese energetiche poiché l¶energia

necessaria è contenuta nelle

sostanze stesse e risiede nella differenza di concentrazione sui due lati della membrana.

DIFFUSIONE SEMPLICE

Semplice movimento verso uno stato di equilibrio di piccole molecole apolari, gas, acqua, lipidi

(da una zona + a una

zona -). Esempi: O2, CO2, H2O, Urea, Glicerolo, Ormoni, Etanolo, CO.

Più i soluti sono idrofobi più passano facilmente attraverso il doppio strato lipidico.

Solo l¶acqua sembra non rispettare questa regola. Il trasporto, o diffusione passiva, dell¶acqua

prende il nome di

OSMOSI. Essa si sposta attraverso la membrana semipermeabile dalla zona meno concentrata

(ipotonica) ad una più

concentrata (ipertonica), ossia verso potenziale osmotico minore.. Per impedire il flusso c¶è la

pressione osmotica.

x Una cellula immersa in una soluzione ipertonica (c¶è una maggior

concentrazione di soluti all¶esterno piuttosto che nell¶ambiente

intracellulare) si raggrinzisce facendo fuoruscire acqua.

x Una cellula immersa in una soluzione ipotonica (maggior soluti

all¶interno) si rigonfia, fino a scoppiare (emolisi).

x Una cellula immersa in una soluzione isotonica è all¶equilibrio e non

vi è flusso di acqua

La velocità di movimento di soluto sarà direttamente proporzionale alla

differenza di concentrazione: man mano che aumenta la concentrazione di

soluto, quindi la differenza tra le due parti, aumenta anche il tasso d¶entrata.

Le cellule, tuttavia, possono assumere una quantità limitata di acqua. Raggiunta questa quantità

si stabilisce una

pressione interna contro la membrana, detta pressione di turgore, che impedisce un ulteriore

ingresso di acqua.

Se le cellule vegetali si trovano in un ambiente ipertonico, subiscono la plasmolisi (distacco

della membrana da parete).

DIFFUSIONE FACILITATA

Ioni, amminoacidi, glucosio, molecole cariche o polari piccole non sono in grado di muoversi da

un versante all¶altro,

ma vengono aiutati da:

- Proteine trasportatrici (carrier o permeasi): Permettono il passaggio di molecole polari

(carboidrati o

amminoacidi). Hanno due conformazioni: quando si legano alla molecola su un versante,

cambiano

conformazione e ciò permette poi il nel citoplasma.

- Proteine canale: Canali ionici che permettono il passaggio di ioni. Hanno una cavità interna

polarema sono

apolari sul loro versante esterno. Quando una sostanza polare vuole entrare, il poro centralesi

apre (per

cambiamento di forma, segnale chimico o carica elettrica) e permette il passaggio.

Una volta aperto, direzione e velocità del passaggio

dipenderanno dal gradiente di concentrazione dello

ione (tra interno ed esterno) e dal gradiente

ellettrochimico (cariche +/-)

Particolare è il caso dell¶acqua: essa passa, alcune volte, grazie alle acquaporine, proteine

canale che ne

facilitano il passaggio.

TRASPORTO ATTIVO

Avviene contro gradiente di concentrazione, quindi da una zona meno concentrata ad una più

concentrata, con

consumo di energia. L¶energia viene fornita dall¶ATP successivamente alla sua idrolisi, e

spinge gli ioni in direzione

opposta al gradiente di concentrazione. Per attuare questo, sono necessarie delle proteine

(canali ionici), dette pompe,

che spostano molecole contro gradiente. Ne esistono di 3 tipi:

- Le proteine per uniporto, ossia il passaggio di una singola sostanza in una certa direzione