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Le membrane biologiche


Le membrane biologiche. Le membrane biologiche. Tipica membrana biologica. Trasporto di soluti attraverso le membrane……. Meccanismi di trasporto.

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Le membrane biologiche

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Presentation Transcript


Le membrane biologiche

Le membrane biologiche


Le membrane biologiche

Le membrane biologiche


Le membrane biologiche

Tipica membrana biologica


Trasporto di soluti attraverso le membrane

Trasporto di soluti attraverso le membrane……..


Le membrane biologiche

Meccanismi di trasporto

La membrana cellulare è in grado di permettere il passaggio di sostanze in modo selettivo grazie a meccanismi di trasporto. Ricordiamo che il doppio strato lipidico costituisce una barriera al passaggio di tutte le molecole polari cariche, mentre permette il passaggio di piccole molecole polari prive di carica. Le sostanze idrofobiche passano invece bene il doppio strato senza causare problemi (O2, CO2, N2).


Le membrane biologiche

Movimento di molecole attraverso le membrane:

la diffusione semplice

Permeabilità dei doppi strati lipidici


Canali di membrana e pori

Canali di membrana e pori

  • Canali di tipo alfa: . hanno da 2 a 22 segmenti alfa elica di membrana: Nell’uomo ne sono presenti 15 tipi e facilitano il passaggio di ioni e piccole molecole in favore di gradiente. Una famiglia è quella delle acquaporine che facilita l’ingresso dell’acqua.Ne sono state individuate 11 famiglie

  • Il trasporto attraverso i canali è regolato in vari modi: cambiamenti di potenziale ( canali voltaggio dipendenti) o da molecole modulatrici (ligandi) o da AMPc

  • Canali di tipo beta: è una struttura proteica di tipo beta che forma una struttura a barile intorno all’acqua. Ha un ampio range di selezione del substrato lasciandosi attraversare sia da ione che da proteine e dipende dalla dimensione del poro che forma.

  • La differenza tra canali e pori sta nelle dimensioni dello spazio acquoso che si forma quando è attraversata dai composti


Ionofori

Ionofori

  • Ionofori trasportatori:aumentano la permeabiltà della membrana agli ioni ,diffondendo attraverso la membrana e liberando lo ione all’nterno. Es. la valinomicina trasporta ioni K+ attraverso la membrana con una velocità di 10/4 ioni al secondo:è’ un polipetide ciclico a struttura ottaedrica che coordina al suo interno uno ione K+. Lo ione K* si inserisce perfettamente nel sito di coordinazione ,ma non lo ione Na*,più piccolo.

  • Ionofori formanti canali o pori transmembrana: La gramicidina A polipeptide costituito da 15 aa idrofobici che dimerizzando testa a testa forma un poro che facilita il passaggio di ioni Na+ e K+ di un fattore di 10/7.


Diffusione facilitata 1

Diffusione facilitata 1

Aggancio della molecola alla proteina vettrice


Diffusione facilitata 2

Diffusione facilitata 2

Liberazione della molecola nel citoplasma

Cinetica di

saturazione


Le membrane biologiche

Cinetica di saturazione


Trasporto del glucosio

Trasporto del glucosio


Trasporto del glucosio1

Trasporto del glucosio


Glucose transporters glut

GLUcose Transporters (GLUT)

  • GLUT1,2,3,5: costituzionale

  • GLUT4: inducibile da insulina


Sistemi di trasporto passivo

Sistemi di trasporto passivo

  • Antiport per lo scambio ADP-ATP

  • Simport per l’ingressp H+ e fosfato

  • Trasportatore acidi bicarbossilici ( citrato)

  • Antiport aspartato –glutammato

    Tutti questi trasportatori sono legati alla produzione di energia e la sua conservazione.

    Antiport clururo/bicarbonato del rene e dei globuli rossi.


Processi di trasporto attivo

Processi di trasporto attivo

  • Richiedono molta energia, ma…

  • Consentono di spostare sostanze contro un gradiente (di concentrazione, elettrico, ecc.)


Trasportatori attivi primari

Trasportatori attivi primari

  • Si classificano in trasportati di tipo :

  • P (fosfato): durante il trasporto sono fosforilati e defosforilati.Se ne conocono circa 300.

  • V ( come vacuolo): pompe protoniche presenti nei lisosomi,endosomi,app. Golgi e vescicole secretorie:acidificano l’interno della struttura.

  • F (presenti nei mitocondri e nei cloroplasti ) può idrolizzare o sintetizzare ATP in funzione del flusso di H+.


Le membrane biologiche

La pompa cambia conformazione esponendo gli ioni Na+ fuori dalla cellula dove vengono rilasciati

La pompa, con ATP legata, lega 3 ioni Na+ intracellulari

3 Na+ fuori

b

P

P

P

P

ATP viene idrolizzata, portando alla fosforilazione della subunità a della pompa

a

ATP

3 Na+ intracell.

2 K+ extrac.

ATP si lega alla pompa che si riorienta rilasciando i 2 ioni K+ all’interno della cellula

P

La pompa lega 2 ioni K+ extracellulari, causando la defosforilazione della subunità a

ATP

2 K+ dentro

Na+/K+ATPasi


Trasporto attivo secondario

Trasporto attivo secondario


Le membrane biologiche

Necessità di Energia

Non richiede ulteriore energia

oltre a quella derivata dal

movimento molecolare

Richiede ATP

ENDOCITOSI

DIFFUSIONE

ESOCITOSI

FAGOCITOSI

Crea

gradienti

per

Trasporto

Attivo

PRIMARIO

Diffusione

Semplice

Diffusione

Facilitata

Trasporto

Attivo

SECONDARIO

Molecole attraversano

il doppio strato lipidico

Trasporto mediato

da proteine di membrana

Vescicole rivestite

da membrana

Caratteristiche Strutturali