membrana cellulare

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La membrana cellulare
Paolo Abis
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Struttura generale di una cellula animale
eucariotica
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2. La membrana cellulare

• La membrana cellulare è il sottile involucro che
  delimita la cellula, separandola dallambiente
  esterno.
• Consente lunione fra le cellule
• Scambio fra citosol e ambiente esterno

p. 3-9
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Funzioni della membrana

• La membrana cellulare regola la composizione
  dellambiente interno della cellula e consente il
  passaggio di sostanze allinterno e allesterno
  di essa ( si tratta di una permeabilità selettiva
  ).
• Negli ultimi anni è stato dimostrato che numerose
  attività della cellula sono strettamente
  correlate alla membrana cellulare
• la risposta agli ormoni,
• le interazioni cellulari,
• le proprietà antigeniche,
• leccitabilità e forse anche lespressione dei
  geni e la divisione cellulare.

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Struttura della membrana
Membrana cellulare fra due neuroni.
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Composizione chimica

• Lipidi
• Fosfolipidi
• Colestorolo

• Proteine

• Glucidi

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I Fosfolipidi
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Modello a mosaico fluido

• Il modello a mosaico fluido è un modello della
  struttura della membrana cellulare. Proposto nel
  1972 da Singer e Nicolson, detto anche modello
  Singer-Nicolson, ipotizza che la membrana
  cellulare sia composta da un doppio strato
  lipidico nel quale sono immerse le proteine che
  svolgono la gran parte delle funzioni tipiche
  della membrana.

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Modello a mosaico fluido

• Due strati di fosfolipidi

• Proteine di superficie e integrali

• Polisaccaridi legati ai lipidi e alle proteine

• Colesterolo fra i fosfolipidi

Le molecole si dispongono senza interruzione le
une a fianco allle altre
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Funzionalità dello strato fosfolipidico

• Pur trovandosi allo stato fluido, il doppio
  strato lipidico della membrana costituisce una
  struttura relativamente stabile in ambiente
  acquoso, a causa del processo di esclusione
  dell'acqua dalla regione centrale occupata dalle
  code idrocarburiche dei lipidi e dell'interazione
  delle teste idrofiliche con l'ambiente acquoso in
  entrambi i lati.

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Funzionalità dello strato fosfolipidico

• Poichè si trovano allo stato fluido, le molecole
  lipidiche della membrana citoplasmatica sono più
  o meno libere di spostarsi lateralmente, lungo il
  piano dello strato bimolecolare quindi questo
  significa che le teste polari in superficie sono
  in movimento continuo. 
• Oltre al movimento laterale è anche possibile,
  entro un certo limite, il passaggio da uno strato
  all'altro delle singole molecole lipidiche per
  inversione testa-coda.  
• Questo movimento, detto "flip-flop"

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LIPIDI

• Fosfolipidi (doppio strato)

Colesterolo importante per consentire la
fluidita della membrana
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Le proteine

• Le proteine presenti nella membrana plasmatica
• sono di due tipi 
• periferiche (o estrinseche) 
• integrali (o intrinseche).

Le proteine sono immerse nel "mare" lipidico e
svolgono una serie di importanti
funzioni funzione di trasporto di ioni e
molecole funzione recettoriale, permettendo il
riconoscimento di segnali extracellulari
funzione enzimatica, con la generazione di
segnali intracellulari, utilizzando le componenti
lipidiche delle membrana funzione di
collegamento, fungendo da intermediari nella
interazione funzionale tra due proteine (per es.
fra recettore ed enzima) funzione strutturale e
meccanica, costituendo punti di ancoraggio per
strutture extra- e/o intra-cellulari.
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Catene di glucidi sono attaccate ai lipidi
(glcolipidei) o alle proteine (glcoproteine)
I glicolipidi sono variabili da un individuo
allaltro.Permettono al sistema immunitario di
distinguere le proprie cellule da quelle estranee.
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Il trasporto attraverso la membrana
Il passaggio delle sostanze attraverso la
membrana può avvenire per

• trasporto passivo (senza dispendio di energia)
• trasporto attivo (con impiego di energia)

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Trasporto passivo

• Diffusione semplice
• Diffusione facilitata
• Osmosi

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Diffusione semplice
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Una sostanza si sposta seguendo il gradiente di
concentrazione dalla zona più concentrata alla
zona meno.
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Ldei gas negli alveoli polmonari avviene per
diffusione
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Permeabilità selettiva
Il doppio strato di lipidi è permeabile

• Alle molecole molto piccole (H2O, CO2, O2)
• Alle molecole liposolubli (Idrofobe, non polari)

Il doppio strato di lipidi è impermeabile

• Alle grosse molecole e alla maggior parte delle
  molecole solubili in acqua.
• Agli ioni (K, Cl-, Na )

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Diffusione facilitata
La diffusione avviene grazie ad una proteina di
trasporto.

• N .B.
• Non vi è dispendio di energia
• Avviene secondo il gradiente di concentrazione

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Alcune proteine di mebrana permettono il
passaggio delle sostanze non liposolubili
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N.B. I canali sono generalmente selettivi una
sola ben precisa sostanza li può attraversare e
nessunaltra.
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(No Transcript)
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Certi canali possono aprirsi e richiudersi
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Esempio Canale ionico che permette il passaggio
di anioni
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Trasportatori di membrana

• Possono crearsi e distruggersi rapidamente
• Certi possono chiudersi ed aprirsi
• gt Cambiano la permeabilità della membrana

• Sono spesso molto selettivi

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Esempio di proteine di trasporto
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Osmosi
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Lacqua si sposta dal lato ipotonico (diluito) al
lato ipertonico (concentrato)
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L osmosi è lacqua che si sposta seguendo il
suo gradiente di concentrazione
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Ipertonica
Ipotonica
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• Globuli rossi in soluzioni
• Isotonica
• Ipotonica
• Ipertonica

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Globuli rossi in mezzo Ipertonico
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Globuli rossi in mezzo Ipertonico
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Losmosi gioca un ruolo importante nello
spstamento dei liquidi allinterno dellorganismo
Liquido interstiziale
LIQUIDO INTRACELLULARE
SANGUE
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Un pesce vive nellacqua di mare. Il mare è un
mezzo ipo, iper o isotonico?
Lacqua di mare è Ipertonica
Come il pesce può sopravvivere?
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Trasporto attivo
Assomiglia alla diffusione facilitata (necessita
di un trasportatore) MA

• Richiede energia
• Può avvenire in senso contrario al gradiente di
  concentrazione
• Necessita di un trasportatore (proteina di
  trasporto)

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Trasporto attivo
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Pompa Sodio-Potassio
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Pompa Sodio-Potassio
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Pompa Sodio-Potassio
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(No Transcript)
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Il Trasporto attivo permette alle cellule di
conservare un ambiente interno differente dalla
composizione dellambiente esterno
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Trasporto tramite vescicole

• Esocitosi
• Endocitosi

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(No Transcript)
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Endocitosi

• Lendocitosi è il processo cellulare tramite il
  quale il materiale che deve essere introdotto
  nella cellula viene circondato da vescicole di
  membrana o da vacuoli e riversato nel citoplasma.

• Si parla di endocitosi mediata da recettori
  quando il passaggio di molecole specifiche
  allinterno della cellula avviene tramite
  unintroflessione della membrana cellulare che
  forma una vescicola membranosa. Le vescicole
  contengono i recettori e le molecole da essi
  trasportate.

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endocitosi mediata da recettori
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endocitosi mediata da recettori
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Caso particolare di endocitosi la Fagocitosi
Fagocitosi Endocitosi di una grossa struttura
Fagocitosi di un batterio
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Caso particolare di endocitosi la Pinocitosi
Pinocitosi Endocitosi sostanze liquide
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Esocitosi
la cellula può secernere materiale all'esterno
tramite esocitosi. Nell'esocitosi, vescicole
contenenti le sostanze da espellere si fondono
con la membrana plasmatica.