I lipidi sono formati da acidi grassi e glicerolo

Le membrane sono costituite da fosfolipidi

5 nm

Membrane cellulari:doppio strato fosfolipidico

Membrane diverse hanno composizioni diverse di lipidi e altre molecole

Solo i movimenti laterali dei fosfolipidi sono veloci

Il Colesterolo influenza lafluidità delle membrane

Il monostrati interni e esterni del doppio strato ha una composizionediversa di lipidi

Oltre ai lipidi, costituenti essenziali, le membrane biologiche contengono proteine e zuccheri (glucidi).

Proteine (interagiscono non covalentemente con la membrana)

- proteine integrali di membrana (penetrano il doppio strato)- proteine periferiche di membrana (non penetrano il doppio strato).

Glucidi (interagiscono covalentemente con i lipidi o le proteine di membrana)

- Glicolipidi- Glicoproteine

Proteine e carboidrati dimembrana sono importanti per il riconoscimento e l’adesione cellulare

Il riconoscimento tra le cellule è di solito omotipico: le stesse molecole protrudono dalla cellula e formano una interazione.

Alcune interazioni sono invece eterotipiche, e avvengono tra molecole differenti (es. interazione tra cellula uovo e spermatozoo)

Giunzioni cellulari specializzate – Giunzioni occludenti -

Le giunzioni occludenti sigillano le cellule tra loro.

Giunzioni cellulari specializzate – Desmosomi -

I desmosomi sono “chiodi” che mantengono unite le cellule

Giunzioni cellulari specializzate – Giunzioni serrate (Gap junctions) -

Le giunzioni serrate consentono il passaggio di sostanze tra le cellule

Trasporto attraverso le membrane

Le membrane hanno permebilità selettiva—possono essere attraversate solo da alcune sostanze

Diffusione: processo che attraverso movimenti casuali di molecole conduce il sistema ad uno stato di equilibrio

La rapidità di diffusione dipende da:

• Gradiente di concentrazione• Gradiente elettrochimico• Diametro delle molecole• Temperatura

Movimento dei soluti attraverso una membrana permeabile

Osmosimovimento delle molecole d’acqua attraverso le membrane

La membrana cellulare è selettivamente permeabile

1

Potenziale di membrana

Equazione di Nernst:

i

oK K

K

zF

RTE

][

][log3.2

R: costante dei gasT: temperaturaF: costante di Faradayz: carica dello ione2.3 RT/zF = 58 mV (20 °C)

Il potenziale tipico di una cellula animale è -70 mV (interno negativo)

Trasporto di molecole attraverso la membrana

Trasporto di molecole attraverso la membrana

Trasporto passivo avviene secondo il gradiente di concentrazione - Diffusione facilitata

Trasporto attivo avviene contro il gradiente di concentrazione - trasporto attivo primario (richiede ATP) - trasporto attivo secondario (sfrutta il gradiente di concentrazione di un’altra sostanza)

Distinzione tra diffusione semplice e diffusione facilitata

Gradiente di concentrazione

Gradiente di concentrazione

Vel

ocità

di t

rasp

orto

Vel

ocità

di t

rasp

orto

Canali Carrier

Diffusione facilitata

La diffusione facilitata può essere regolata

Trasporto di molecole attraverso la membrana

Trasporto passivo avviene secondo il gradiente di concentrazione “Diffusione facilitata”

Trasporto attivo avviene contro il gradiente di concentrazione - trasporto attivo primario (richiede ATP) - trasporto attivo secondario (sfrutta il gradiente di concentrazione di un’altra sostanza)

Pompa sodio-potassio

H2O

La struttura di (pochi) trasportatori di membrana è conosciuta

X-ray structure of a voltage-dependent K+ channelJiang Y et al Nature 2003

L’ingresso e l’uscita di macromolecole sono mediate da vescicole

Altre funzioni delle membrane biologiche

Altre funzioni delle membrane biologiche