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Membrane Biologiche

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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Membrane Biologiche

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Presentation Transcript

  1. Membrane Biologiche

  2. Membrane Biologiche • Barriere per confinare sostanze o attività in ambienti specifici • Confini Cellulari • Organelli • Costituite da lipidi e proteine

  3. 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

  4. Organelli Cellulari • Nucleo e MitocondrihannoDoppia Membrana • Golgi, RE, LisosomihannoMembrana Singola

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. 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

  9. 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

  10. 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)

  11. Modello del Mosaico Fluido

  12. 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

  13. 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

  14. Proteine di Membrana • Proteine Intrinseche • Strettamente associate alla membrana • SonoAnfipatiche • Alcune attraversano completamente la membrana, altre solo in parte

  15. 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

  16. Proteine di Membrana • Proteine “Estrinseche” • Legate a lipidi da legami covalenti • Legate a fosfolipide o acido grasso inserito in uno dei due foglietti

  17. Morfologia della membrana • Trilaminareal microscopio elettronico

  18. Freeze Fracture

  19. Asimmetria • Faccia E • Emi-membrana esterna, più liscia, proteine transmembrana, lipidi • Faccia P • Emi-membrana proto-plasmatica, contiene la maggior parte delle proteine

  20. 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

  21. Proteine di membrana

  22. Movimentazione delle proteineTraffico Vescicolare • La sequenza dei passaggi è: Lume del RE Vescicola di trasporto Vescicole del Golgi Vescicole secretorie Membrana plasmatica

  23. 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

  24. Glicoproteina Estrinseca Proteoglicano transmembrana Glicoproteina transmembrana Glicocalice Glico- lipide ECM Membrana Cytosol Glicocalice • Strato protettivo formato dalle catene di zuccheri

  25. 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

  26. 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

  27. 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

  28. 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

  29. 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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