la membrana plasmatica

Question 1

FUNZIONI delle membrane biologiche

Answer 1

1. ISOLAMENTO: mantenere l’individualità e l’integrità chimica. Efficientissima barriera di
   permeabilità.
2. COMUNICAZIONE: consentire il passaggio di molecole in maniera selettiva. Ricevere stimoli e
   segnali. Definire la localizzazione di ogni cellule nei confronti di quella adiacente.
3. COMPARTIMENTAZIONE: tipica della cellula eucariote, presenza di organelli sub-cellulari.
4. INTEGRAZIONE FUNZIONALE INTRACELLULARE: supporto per ancorare ed ordinare molecole che
   svolgono funzioni collegate ed interdipendenti.

Question 2

1972 Ipotesi Singer Nicolson: “MODELLO A MOSAICO FLUIDO”.

Answer 2

Le membrane sono costituite da un doppio strato fluido di molecole lipidiche nel quale sono inserite
le proteine come tessere di un mosaico.
Visione dinamica della membrana: le proteine e i lipidi traslano, si muovono lateralmente sulla
superficie della membrana.

Question 3

struttura della membrana

Answer 3

Il DOPPIO STRATO LIPIDICO costituisce la struttura base di tutte le
membrane cellulari.
Le molecole lipidiche costituiscono circa il 50% della massa della maggior parte delle
membrane delle cellule animali, mentre quasi tutto il rimanente è costituito da proteine▪ FOSFOLIPIDI
▪ SFINGOLIPIDI
▪ COLESTEROLO (solo negli eucarioti)
Coesistenza di parti polari ed apolari: in acqua assumono posizione ordinata in maniera
spontanea

Question 4

CARATTERISTICHE DEI LIPIDI: aggregazione

Answer 4

Le molecole lipidiche si aggregano spontaneamente per racchiudere le loro code idrofobiche
all’interno ed esporre le loro teste idrofiliche all’acqua
Possono formare:
✓ MICELLE SFERICHE (SINGOLO STRATO)
✓ DOPPI STRATI
✓FOGLIETTI
✓LIPOSOMI

Question 5

micelle o fosfolipidi

Answer 5

Compattamento dei lipidi in ambiente acquoso
a) Molecole lipidiche a forma conica formano micelle
b) molecole fosfolipidiche a forma di cilindro si dispongono in un doppio strato lipidico

Question 6

DISPOSIZIONE DEI LIPIDI

Answer 6

Nella disposizione energeticamente
più favorevole, le teste idrofiliche
sono a contatto con l’acqua su
ciascuna superficie.* Le molecole idrofiliche si dissolvono prontamente in acqua perché contengono gruppi carichi o
gruppi polari privi di carica che possono formare interazioni elettrostatiche favorevoli o legami
idrogeno con l’acqua
* Le molecole idrofobiche invece sono insolubili in acqua perché tutti, o quasi tutti, i loro atomi sono
privi di carica e non polari; perciò non possono formare interazioni energeticamente favorevoli con
l’acqua.

Question 7

Caratteristiche del doppio strato fosfolipidico

Answer 7

Tutte le membrane cellulari costituiscono strutture
chiuse che circondano la cellula stessa o i suoi singoli
compartimentiTutte le membrane hanno:
 una FACCIA CITOSOLICA che guarda verso il citosol
 una FACCIA ESOPLASMATICA che è diretta lontano dal citosol
(all’interno degli organelli: verso lo spazio extracellulare della superficie cellulare).
➢ Le proteine integrali di membrana e i glicolipidi si legano asimmetricamente al doppio strato lipidico
➢ Le due facce della membrana differiscono nella composizione in fosfolipidi
➢ Lipidi e proteine integrali si muovono lateralmente nella membrana
➢ La fluidità dipende dalla loro composizione e dalla temperatura
1. Stabilità: interazioni idrofobiche e legami elettrostatici deboli tra le teste polari
2. Fluidità: assenza di legami covalenti
3. Asimmetria: i lipidi (come pure le proteine associate alle membrane) sono
diversamente distribuiti nei due lati del foglietto.

Question 8

Fluidità

Answer 8

La fluidità delle membrane cellulari deve essere regolata precisamente: certi processi di trasporto di membrana e
certe attività enzimatiche cessano quando la viscosità del doppio strato viene aumenta oltre un certo valore.
La fluidità delle membrane è favorita da una minore temperatura,maggiore lughezza delle catene aciliche.La fluidità è minore con la presenza di proteine,colesterolo e instaurazione di acidi grassi.

Question 9

MOVIMENTI DEGLI ACIDI GRASSI

Answer 9

✓ Le molecole lipidiche cambiano rapidamente posto con i loro vicini all’interno di un monostrato (107 volte/sec)
✓ Le singole molecole lipidiche ruotano molto rapidamente intorno al proprio asse.
Studi condotti sui liposomi hanno dimostrato che le molecole fosfolipidiche nei doppi strati lipidici migrano
molto raramente da un lato altro dell’altro lato (flip-flop)

Question 10

glicerofosfolipidi

Answer 10

I GLICEROFOSFOLIPIDI, principali fosfolipidi delle membrane
plasmatiche delle cellule di mammifero, sono 4:
✓fosfatidil-colina
✓fosfatidil-etanolamina
✓fosfatidil-serina
✓sfingomielina

Question 11

Asimmetria

Answer 11

La distribuzione dei fosfolipidi e dei glicolipidi nel doppio strato lipidico è asimmetrica.
Si ritiene che il colesterolo sia distribuito in modo quasi uguale nei due monostrati.Nell’apoptosi, la fosfatidiliserina, che è normalmente confinata al monostrato citosolico, trasloca
rapidamente al monostrato extracellulare
Ciò provoca un segnale che induce cellule come i macrofagi a fagocitare la cellula morta e digerirla.

Question 12

I GLICOLIPIDI

Answer 12

Molecole lipidiche contenenti zuccheri, che costituiscono il 5% dei lipidi
di membrana
Presentano la asimmetria più estrema nella distribuzione di membrana.La distribuzione asimmetrica dei glicolipidi nel doppio strato è determinata dall’aggiunta di zuccheri alle molecole
lipidiche nel lume dell’apparato di Golgi.
Nella membrana plasmatica gli zuccheri sono esposti sulla
superficie cellulare, dove hanno ruoli importanti nelle
interazioni con l’ambiente.
Nella membrana plasmatica delle cellule epiteliali i glicolipidi sono
confinati nella superficie apicale esposta, dove possono aiutare a
proteggere la membrana dalle condizioni estreme che spesso si
trovano in quel punto (pH basso o enzimi degradativi).

Question 13

Colesterolo

Answer 13

Presente solo nelle membrane
plasmatiche delle cellule
animali.
Le molecole di colesterolo si
orientano nel doppio strato
con i gruppi ossidrilici vicino
alle teste polari delle molecole
fosfolipidiche.
Gioca un ruolo fondamentale
nella FLUIDITÀ delle membrane
cellulari.* Il colesterolo rende il doppio strato meno deformabile e fa diminuire la
permeabilità delle piccole molecole solubili in acqua
* Impedisce però alle catene alifatiche dei fosfolipidi di unirsi e cristallizzare.✓ Alza il punto di fusione in membrane ricche di grassi insaturi, andando ad occupare gli spazi vuoti formati dai
ripiegamenti delle code aciliche. Così facendo, aumenta le interazioni idrofobiche all’interno del doppio stato e
riduce la fuidità di membrana.
✓ Abbassa il punto di fusione di membrane ricche di acidi grassi saturi, andando a disturbare, con la sua coda, le
interazioni idrofobiche tra le code aciliche. Quindi, aumenta la fuidità di membrane inizialmente più rigide

Question 14

Le PROTEINE di membrana

Answer 14

Costituiscono circa il 50% di
tutte le membrane delle
cellule animali.
Esplicano le funzioni
specifiche delle diverse
membrane.
Sono orientate
asimmetricamente.
Variano molto in struttura e
nel modo in cui si associano
con il doppio strato lipidico,
che riflette le loro diverse
funzioni.Sono le proteine che conferiscono a ciascun tipo di membrana della cellula le
sue caratteristiche proprietà funzionali.Si stima che circa il 30% delle proteine che sono codificate nel
genoma di una cellula animale siano proteine di membrana

Question 15

FUNZIONI delle proteine di membrana

Answer 15

▪ Trasporto di
membrana
▪ Enzimi
▪ Recettori proteici
▪ Marcatori di
superficie
▪ Proteine che
collegano la
membrana al
citoscheletro

Question 16

Proteine integrali di membrana

Answer 16

Proteina che attraversa completamente il doppio strato lipidico della membrana cellulare. Tali proteine vengono anche chiamate proteine intrinseche o proteine transmembrana proprio perché attraversano il doppio strato lipidico.

Question 17

GLICOCALICE

Answer 17

Il GLICOCALICE rappresenta
il rivestimento glucidico che
emerge all’esterno della
membrana plasmatica
(oligo- o polisaccaridi legati
a proteine di membrana o
lipidi d membrana).È un feltro di carboidrati situato a diretto contatto con la superficie esterna
della membrana.
Offre alla cellula:
✓ Protezione
✓ Filtrazione
✓ Creazione di microambiente
✓ Localizzazione di certi enzimi
✓ Riconoscimento molecolare

Question 18

CORTEX

Answer 18

Si tratta di un’impalcatura proteica, una trama di proteine
fibrose fissata per mezzo di proteine transmembrana Il
cortex cellulare determina la forma cellulare e le
caratteristiche meccaniche della membrana plasmaticaIl citoscheletro corticale conferisce forza
meccanica alle membrane e limita la
diffusione delle proteine di membranaCambiamenti della forma delle cellule hanno un ruolo chiave in diverse malattie, incluse quelle causate da organismi infettivi o da
geni difettosi. Nell’anemia falciforme, una mutazione fa nascere globuli rossi a forma di falce, mentre nella malaria-malattia
causata dall’infezione dei globuli rossi da parte del parassita Plasmodium- le cellule diventano più rigide e meno deformabili.

Question 19

Permeabilità di membrana

Answer 19

A causa del suo interno idrofobico, il doppio strato lipidico
delle membrane cellulari impedisce il passaggio della
maggior parte delle molecole polari.
Questa funzione di barriera selettiva permette alla cellula di
mantenere concentrazioni di soluti nel citosol che sono
diverse da quelle nel fluido extracellulare ed in ciascuno
dei compartimenti intracellulari racchiusi da membrane.

Question 20

Potenziale di membrana

Answer 20

Le cellule viventi sono normalmente cariche elettricamente (differenza di
potenziale), con l’esterno positivo rispetto all’interno.Il potenziale di riposo è dovuto alla differenza di concentrazione degli ioni
ai due lati della membrana; esso varia da –60 mV a –70 mV.

Question 21

differenza tra forza chimica e forza elettrica

Answer 21

FORZE AGENTI SUGLI IONI
Forza chimica
Generata dal gradiente di concentrazione
Forza elettrica
Generata dal gradiente elettrico

Question 22

TRASPORTO PASSIVO

Answer 22

senza consumo di energia(atp).
DIFFUSIONE SEMPLICE
*le particelle attraversano la
membrana secondo gradiente
di concentrazione
DIFFUSIONE FACILITATA
*avviene sempre secondo
gradiente di concentrazione,
ma è mediata da “carrier”
proteici. AVVIENE SECONDO GRADIENTE DI
CONCENTRAZIONE

Question 23

Diffusione
Semplice

Answer 23

attraverso una
membrana
semipermeabile

Question 24

Diffusione
facilitata

Answer 24

attraverso
trasportatori e
proteine canale

Question 25

CARRIER
PROTEICI

Answer 25

I trasportatori (chiamati anche carrier proteici) si legano al
soluto da trasportare in maniera altamente specifica e subiscono
una serie di cambiamenti conformazionali per trasferire questa
molecola attraverso la membrana plasmatica.

Question 26

CANALI
IONICI

Answer 26

I canali ionici interagiscono con il soluto da trasportare in maniera
più debole.
Formano pori acquosi che attraversano per intero la membrana
cellulare e permettono il passaggio di molecole specifiche (in
genere ioni inorganici di dimensioni e carica appropriate).

Question 27

TRASPORTO ATTIVO

Answer 27

CON CONSUMO DI ENERGIA (ATP)!
AVVIENE CONTRO GRADIENTE DI
CONCENTRAZIONE❖ Pompe alimentate da ATP:
accoppiano il trasporto in salita
all’idrolisi dell’ATPPompa
Na+
/K
+
Il sodio (Na+
) è pompato attivamente fuori dalla cellula,
mentre il potassio (K
+
) dentro la cellula, contro i loro gradienti
elettrochimici.
Per 1 molecola di ATP idrolizzata nella cellula, 3 Na+ sono
pompati fuori e 2 K
+ sono pompati dentro.Pompa Ca2+
È presente nella membrana del reticolo
sarcoplasmatico delle cellule del
muscolo scheletrico.
Rilascia nel lume del reticolo 2 Ca2+ per
1 ATP idrolizzato.

Question 28

OSMOSI

Answer 28

un tipo particolare di diffusione che si verifica quando due soluzioni
acquose, contenenti quantità differenti di soluto, sono separate da una
membrana semipermeabile che permette il passaggio del solvente, ma non
quello del soluto. L’acqua quindi passerà dalla soluzione più diluita/ipotonica
verso quella più concentrata/ipertonica, fino a che entrambe non
raggiungeranno la stessa concentrazione (soluzioni isotoniche). È un fenomeno
essenziale per la vita delle cellule .

Question 29

Equilibrio
osmotico

Answer 29

La cellula si rigonfia o si raggrinsisce quando l’acqua si
muove dentro o fuori della cellula lungo il suo gradiente
di concentrazione

Question 30

ESOCITOSI

Answer 30

Le cellule espellono prodotti di
scarto o particolari prodotti della
secrezione mediante la fusione
di vescicole con la membrana
plasmatica cellulare.

Question 31

ENDOCITOSI

Answer 31

Il materiale viene introdotto nella
cellula.I è il
processo attraverso il
quale la membrana si
invagina a formare una
cavità nella quale sono
presenti macromolecole
o aggregati
sovramolecolari.
Successivamente la
membrana si chiude
formando una vescicola
la quale alla fine si
distacca dalla
membrana stessa.Si distingue in:
a) FAGOCITOSI: le cellule ingeriscono grandi particelle solide
b) PINOCITOSI: la cellula introduce materiale liquido
c) ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORI: Le particelle si combinano con proteine
recettoriali della membrana plasmatica

Question 32

FAGOCITOSI

Answer 32

La fagocitosi è una forma di endocitosi in cui grosse particelle
come microrganismi e cellule morte sono ingerite in grosse
vescicole endocitotiche dette fagosomi.
Durante l’ingestione si ha il ripiegamento della membrana
plasmatica per includere la particella che è venuta a contatto con
la superficie cellulare e si forma così intorno ad essa un grande
sacco membranoso.
Quando la membrana ha circondato completamente la particella,
questa si fonde nel punto di contatto.
Il fagosoma si fonde successivamente con i lisosomi che
provvedono alla degradazione del materiale ingerito.

Question 33

PINOCITOSI

Answer 33

La pinocitosi consiste nell’introduzione in
cellula di materiale liquido dall’ambiente
extracellulare. Si forma una minuscola goccia
di liquido circondata dalla membrana che si
stacca nel citoplasma. I liquidi contenuti in
queste vescicole vengono poi lentamente
trasferiti nel citoplasma.

Question 34

Endocitosi mediata da Recettori

Answer 34

❖ Le particelle si combinano con proteine recettoriali della membrana plasmatica.
❖ Le molecole legate al recettore migrano all’interno di fossette rivestite che formano vescicole
rivestite.
❖ Queste vanno a formare gli ENDOSOMI: vescicole più grandi nelle quali il materiale che deve
essere trasportato è libero e non più legato con i recettori di membrana.
❖ Gli endosomi possono dar luogo a 2 diversi tipi di vescicole: un tipo che contiene i recettori e
può ritornare sulla membrana plasmatica, l’altro che contiene le particelle ingerite si fonde
con i lisosomi che ne digeriscono il contenuto.L’endocitosi mediata da recettore è innescata dal contatto delle molecole che devono essere introdotte in cellula
(es. lipoproteine, proteine vettrici di ormoni o metalli, fattori di crescita o virus) con specifici recettori della
membrana plasmatica, che di solito si addensano in regioni specializzate della membrana plasmatica.

Question 35

Destino dei recettori proteici

Answer 35

1. RICICLAGGIO
2. DEGRADAZIONE
3. TRANSCITOSI: La transcitosi è un processo cellulare
   attraverso il quale diverse macromolecole vengono
   trasportate da un lato all’altro della cellula attraverso il
   citoplasma della cellula stessa.

Question 36

ESOCITOSI

Answer 36

è il processo
cellulare con il quale la cellula
riversa al suo esterno (ovvero
nel liquido extracellulare)
delle molecole accumulate
all’interno di una vescicola,
tramite la fusione di
quest’ultima con la
membrana
plasmatica.
L’esocitosi viene messa in
atto da parte della cellula per
espellere prodotti di scarto
(escrezione) o portare
all’esterno della cellula
prodotti di secrezione.Si distingue in:
a) La secrezione costitutiva, è tipica delle cellule che sintetizzano una
molecola e la estrudono, continuamente, nel tempo.
b) La secrezione regolata, invece, avviene quando la cellula sintetizza un
prodotto e lo accumula in apposite vescicole che vengono esocitate
soltanto dopo l’insorgere di un segnale. Il calcio è uno ione che, in molte
tipologie di cellule, è un segnale di attivazione dell’esocitosi.