Membrane biologiche
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Membrane Biologiche. Membrane Biologiche. Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici Confini Cellulari Organelli Costituite da lipidi e proteine. Delimitano i compartimenti cellulari Organelli Confinano le differenti attività della cellula

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Presentation Transcript


Membrane biologiche

Membrane Biologiche


Membrane biologiche1

Membrane Biologiche

  • Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici

    • Confini Cellulari

    • Organelli

  • Costituite da lipidi e proteine


Sistema di endomembrane

Delimitano i compartimenti cellulari

Organelli

Confinano le differenti attività della cellula

Mediano il trasporto di metaboliti

Nucleo

Perossisoma

Lisosoma

Reticolo Endoplasmatico

Apparato di Golgi

Vacuoli

Membrana Plasmatica

Mitocondrio

Sistema di Endomembrane


Organelli cellulari

Organelli Cellulari

  • Nucleo e MitocondrihannoDoppia Membrana

  • Golgi, RE, LisosomihannoMembrana Singola


Componenti della membrana

Gruppo Idrofilico

Coda Idrofobica

Componenti della membrana

  • Fosfolipidi, ANFIPATICI

    • Hanno caratteristiche sia idrofiliche sia idrofobiche

  • Colesterolo

    • Presente in praticamente tutte le membrane delle cellule animali

    • Stabilizza la membrana rendendola più o meno fluida


Doppio strato lipidico

DOPPIO STRATO LIPIDICO

  • Condizione energeticamente favorevole in ambiente acquoso

    • Teste Idrofiliche

      • All’esterno

    • Code Idrofobiche

      • All’interno, non in contatto con l’acqua

  • Il doppio strato lipidico si chiude spontaneamente su se stesso formandoCompartimenti Stagni

    • Non ci sono mai estremità libere


Modello del sandwich

Modello del Sandwich

  • 1935, Davson e Danielli, studio della membrana dei globuli rossi

  • Doppio strato lipidico compreso tra due strati proteici

  • Rimasto valido fino agli anni ‘50


Modello del mosaico fluido

Interno

Membrana

Esterno

Modello del Mosaico Fluido

  • Anni ‘50, microscopia elettronica rivela che la membrana plasmatica è uniforme e sottile, non più di10 nanometri

  • Struttura trilaminare,due scuri ed uno chiaro


Modello del mosaico fluido1

Modello del Mosaico Fluido

  • Anni ‘60, paradosso delle proteine

    • La loro purificazione dimostra che non sono così omogenee come si pensava

    • Composizione e dimensioni sono molto variabili

    • Alcune molto più grandi di quanto ipotizzato

  • Come potevano costituire uno strato di soli 10 nanometri?

  • Tutte piatte ed estese? Struttura a foglietto ripiegato?

  • In realtà molte hanno struttura globulare


Modello del mosaico fluido2

Modello del Mosaico Fluido

  • Il Doppio Strato Lipidicocontiene una serie di proteine, che possono posizionarsi in maniera variabile

  • 1972, Singer e Nicholson

    • Le proteine sono incastonate nel doppio strato lipidico, come tessere di un mosaico

    • Non sono immobili, si possono muovere, come “iceberg che galleggiano in un fluido di lipidi”(Nocciole nel torrone)


Modello del mosaico fluido3

Modello del Mosaico Fluido


Fluido bidimensionale

Fluido Bidimensionale

  • Frey ed Edidin, 1970

    • Proteine di membrana di cellulaumanae cellula murinamarcate con fluorocromi differenti

    • Fusione con virus Sendai

    • Le proteine risultano ridistribuite in maniera casuale


Proteine di membrana

Proteine di Membrana

  • Le proteine costituiscono circa il 50% della massa della membrana

  • Sono gli esecutori di praticamente tutte le attività della membrana

    • Proteine strutturali

    • Proteine funzionali

      • Pompe

      • Canali

      • Recettori

      • Trasduttori del segnale

      • Enzimi


Proteine di membrana1

Proteine di Membrana

  • Proteine Intrinseche

    • Strettamente associate alla membrana

    • SonoAnfipatiche

    • Alcune attraversano completamente la membrana, altre solo in parte


Proteine di membrana2

Proteine di Membrana

  • Proteine Estrinseche

    • Non sono incluse nel doppio strato lipidico, ma sulla superficie interna o esterna

    • Interagiscono con le proteine intrinseche attraverso interazioni non-covalenti


Proteine di membrana3

Proteine di Membrana

  • Proteine “Estrinseche”

    • Legate a lipidi da legami covalenti

    • Legate a fosfolipide o acido grasso inserito in uno dei due foglietti


Morfologia della membrana

Morfologia della membrana

  • Trilaminareal microscopio elettronico


Freeze fracture

Freeze Fracture


Asimmetria

Asimmetria

  • Faccia E

    • Emi-membrana esterna, più liscia, proteine transmembrana, lipidi

  • Faccia P

    • Emi-membrana proto-plasmatica, contiene la maggior parte delle proteine


Movimentazione delle proteine

Movimentazione delle proteine

  • Proteine della faccia P

    • Vengono sintetizzate dai ribosomi liberi e si muovono nel citoplasma verso la membrana

  • Proteine della faccia E

    • Vengono prodotte come proteine destinate ad essere esportate

    • Ribosomi associati al RER e poi nel lume del RE dove vengono modificate (glicosilazione)

    • Passano al complesso del Golgi, ulteriore modificazione, e poi vescicole per entrare a far parte della membrana


Membrane biologiche

Proteine di membrana


Movimentazione delle proteine traffico vescicolare

Movimentazione delle proteineTraffico Vescicolare

  • La sequenza dei passaggi è:

    Lume del RE

    Vescicola di trasporto

    Vescicole del Golgi

    Vescicole secretorie

    Membrana plasmatica


Carboidrati e membrane

Carboidrati e membrane

  • Carboidrati

    • Vengono attaccati all’estremità che non entra mai in contatto col citoplasma (lume del RE)

  • Glicoproteine

    • Proteine di membrana a cui vengono attaccati degli oligosaccaridi

  • Proteoglicani

    • Proteine di membrana con una o più catene polisaccaridiche

  • Glicolipidi

    • Lipidi con attaccati degli oligosaccaridi


Glicocalice

Glicoproteina

Estrinseca

Proteoglicano

transmembrana

Glicoproteina

transmembrana

Glicocalice

Glico-

lipide

ECM

Membrana

Cytosol

Glicocalice

  • Strato protettivo formato dalle catene di zuccheri


Glicocalice1

Glicocalice

Citosol

Nucleo

Membrana Plasmatica

Glicocalice

  • Impedisce alle cellule del sangue di attaccarsi tra loro o alle pareti dei vasi

  • Importante nel riconoscimento cellula-cellula e nei fenomeni di adesione

    • Neutrofili riconosciuti dalle cellule endoteliali, nei siti di infezione, il riconoscimento permette l’adesione alla parete e l’extravasazione


Matrice extra cellulare ecm

Matrice Extra Cellulare (ECM)

  • Secreta dalle cellule

  • Composta da gel di carboidrati e proteine fibrose

  • Collagene

    • Principale costituente strutturale dell’ECM

    • Forma fibre molto fitte

  • Fibronectine

    • Glicoproteine, organizzano la matrice servono come attacco per le cellule attraverso le Integrine


Funzione delle proteine di membrana

Funzione delle proteine di membrana

  • Ancoraggio

    • Integrine, ancorano la cellula alla matrice extra-cellulare (ECM)

  • Trasporto Passivo

    • Canali che permettono il passaggio selettivo di ioni e molecole

  • Trasporto Attivo

    • Pompano soluti attraverso la membrana;

    • Richiede ATP


Funzione delle proteine di membrana1

Funzione delle proteine di membrana

  • Attività Enzimatica

    • Catalizzano reazioni che avvengono all’interno o sulla superficie della membrana

  • Trasduzione del segnale

    • Recettori che legano molecole segnale (ormoni) e trasmettono l’informazione all’interno della cellula


Funzione delle proteine di membrana2

Funzione delle proteine di membrana

  • Riconoscimento cellulare

    • Antigeni, permettono il riconoscimento di cellule estranee all’organismo

  • Giunzione inter-cellulare

    • Proteine di adesione, legano le membrane di cellule adiacenti


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