Le Membrane Cellulari

Le proteine di membrana periferiche sono proteine che non penetrano nel doppio strato lipidico della membrana cellulare. Sono localizzate su uno dei lati della membrana e interagiscono con le proteine integrali o con le teste dei fosfolipidi tramite regioni polari o cariche.

Le membrane cellulari sono strutture dinamiche che si possono formare, trasformare, fondere e frammentare costantemente. La loro composizione chimica varia a seconda della funzione della membrana.

I carboidrati sulla superficie esterna delle membrane cellulari fungono da siti di riconoscimento per altre cellule e molecole. Sono coinvolti nell'adesione cellulare e conferiscono resistenza e stabilità alla cellula.

I glicolipidi sono molecole formate dalla combinazione di un carboidrato e un lipide. Si trovano nella membrana cellulare e hanno un ruolo importante nel riconoscimento cellulare.

Le glicoproteine sono molecole formate dalla combinazione di un carboidrato e una proteina. Sono presenti nella membrana cellulare e hanno un ruolo importante nell'adesione cellulare.

Le cellule si organizzano in tessuti tramite il riconoscimento cellulare e l'adesione cellulare. Questi processi comportano l'interazione specifica tra le cellule, spesso mediata da carboidrati o proteine sulla superficie cellulare.

Le giunzioni cellulari sono strutture specializzate che tengono insieme le cellule, formando contatti specifici tra loro.

Le giunzioni strette sono un tipo di giunzione cellulare che impedisce alle sostanze di passare attraverso gli spazi tra le cellule. Sono importanti per mantenere l'integrità dei tessuti e delle barriere.

Un modello che descrive la struttura delle membrane biologiche, caratterizzata da una disposizione fluida di componenti come proteine, fosfolipidi e glicolipidi.

I fosfolipidi sono molecole con una testa polare idrofila e una coda apolare idrofobica. In ambiente acquoso, si organizzano a formare un doppio strato con le teste rivolte verso l'acqua e le code rivolte verso l'interno.

Il colesterolo è un lipide che si trova nelle membrane cellulari degli animali. Contribuisce all'integrità della membrana e influenza la sua fluidità.

La fluidità di una membrana dipende principalmente dalla composizione lipidica e dalla temperatura. La presenza quantità di acidi grassi saturi e colesterolo rende la membrana meno fluida.

Proteine che attraversano completamente, o in parte, il doppio strato lipidico, con porzioni idrofobiche e idrofiliche.

Proteine che non attraversano il doppio strato lipidico ma sono associate ad esso mediante legami con altri lipidi di membrana.

Le proteine integrali di membrana possono svolgere diverse funzioni. Esempi di funzioni sono: trasporto di sostanze, ricezione di segnali e attività enzimatica.

La fluidez­za della membrana è un fattore cruciale per il buon funzionamento delle cellule. Consente il movimento di molecole all'interno della membrana e facilita i diversi processi cellulari.

Queste giunzioni tengono unite le cellule, ma permettono il passaggio di materiali nello spazio extracellulare. Ancorano i filamenti intermedi.

Canali che consentono alle sostanze di passare tra le cellule, come la rapida diffusione di correnti elettriche nel cuore.

Processo di movimento netto e direzionale di molecole che si verifica quando tra due regioni di una soluzione esiste una differenza di concentrazione. Il movimento avviene dalle regioni a maggior concentrazione verso regioni a minor concentrazione fino al raggiungimento dell’equilibrio.

Il Trasporto passivo non richiede energia esterna, si basa sul gradiente di concentrazione.

Il Trasporto attivo è un processo che richiede energia esterna per spostare le sostanze contro il gradiente di concentrazione.

La membrana cellulare è semipermeabile, alcune sostanze possono attraversarla, altre no.

Composta da proteine fibrose come il collagene, proteoglicani gelatinosi ed altre proteine. Fornisce integrità al tessuto.

Proteina transmembrana che collega la matrice (all'esterno delle cellule) con i filamenti di actina all'interno delle cellule.

La velocità del trasporto delle molecole tramite diffusione semplice è direttamente proporzionale alla concentrazione della molecola. Non ci sono limiti al trasporto.

La velocità di diffusione facilitata è limitata dal numero di proteine di trasporto disponibili sulla membrana cellulare. Quando tutti i trasportatori sono occupati, il sistema è saturo.

Il trasporto attivo muove una molecola da un'area a bassa concentrazione a un'area a alta concentrazione, contro il gradiente di concentrazione, e richiede energia.

Il uniporto è un tipo di trasporto attivo che sposta una singola sostanza in una direzione.

Il simporto è un tipo di trasporto attivo che sposta due sostanze diverse nella stessa direzione.

L'antiporto è un tipo di trasporto attivo che sposta due sostanze diverse in direzioni opposte.

Il trasporto attivo primario utilizza direttamente l'energia dell'ATP per spostare le molecole.

Il trasporto attivo secondario utilizza il gradiente di concentrazione di uno ione, creato da un trasporto attivo primario, per spostare altre molecole.

I canali voltaggio-dipendenti si aprono quando il potenziale di membrana raggiunge un valore soglia. Questo cambiamento provoca una variazione nella loro conformazione, aprendo il poro idrofilico che permette il passaggio di ioni.

Questi canali sono costituiti da una singola proteina che si ripiega più volte per formare quattro subunità. Una di queste subunità, chiamata S4, contiene amminoacidi carichi elettricamente che fungono da sensori del voltaggio, percependo l'intensità del campo elettrico.

I canali regolati dal ligando sono proteina che contengono un poro idrofilico e un sito di legame per una molecola specifica chiamata ligando. Il legame del ligando al recettore provoca l'apertura del canale e il passaggio di ioni.

Il complesso recettore-ligando si forma grazie a legami deboli (legami idrogeno, ionici, interazioni di Van der Waals) che legano il ligando al sito di legame del recettore.

La formazione del complesso recettore-ligando dipende dalla probabilità di incontro tra il ligando e il sito di legame. Maggiore è la concentrazione del ligando, maggiore è la probabilità di formazione del complesso.

Il legame tra il ligando e il recettore è reversibile: il ligando può staccarsi, essere degradato o liberato nell'ambiente. Questo processo permette al canale di chiudersi quando il ligando non è più presente.

Agonisti: molecole che si legano al recettore e ne mimano l'effetto, aperndo il canale come il ligando originale. Antagonisti: molecole che si legano al recettore e ne bloccano l'attivazione, impedendo l'apertura del canale.

I trasportatori di membrana sono proteine che permettono il trasporto di molecole polari attraverso il doppio strato lipidico della membrana cellulare. Queste proteine hanno un sito di legame per la molecola da trasportare e subiscono un cambiamento conformazionale per trasferire la molecola dall'esterno all'interno della cellula o viceversa.

La pompa sodio-potassio è una proteina integrale di membrana che trasporta 3 ioni sodio (Na+) fuori dalla cellula e 2 ioni potassio (K+) dentro la cellula, usando energia dall'ATP. Questo processo mantiene un gradiente di concentrazione ionica attraverso la membrana, essenziale per il funzionamento cellulare.

L'endocitosi è un processo cellulare che coinvolge l'assunzione di materiale dall'ambiente esterno nella cellula, tramite l'invaginazione della membrana plasmatica e la formazione di una vescicola.

La fagocitosi è un tipo di endocitosi che comporta l'inglobamento di particelle grandi, come batteri o detriti cellulari, tramite una vescicola chiamata fagosoma.

La pinocitosi è un tipo di endocitosi che comporta l'inglobamento di fluidi extracellulari e piccole molecole solubili in una vescicola.

L'endocitosi mediata da recettori è un tipo di endocitosi altamente specifica, che coinvolge il legame di molecole specifiche a recettori sulla superficie cellulare, seguita dall'internalizzazione di queste molecole in una vescicola.

La diffusione semplice è un tipo di trasporto passivo in cui le sostanze attraversano la membrana plasmatica secondo il loro gradiente di concentrazione.