Fissaidee 3
| Sito: | Federica Web Learning - LMS |
| Corso: | Biologia di base |
| Unit: | Fissaidee 3 |
| Stampato da: | Utente ospite |
| Data: | martedì, 1 luglio 2025, 01:19 |
1. Membrana plasmatica
La membrana plasmatica consiste in un doppio strato di fosfolipidi a cui sono associate proteine.
I fosfolipidi sono molecole anfipatiche, che presentano una regione polare idrofila, detta testa polare, ed una regione apolare, idrofobica, costituita da due code idrocarburiche. I fosfolipidi che costituiscono le membrane biologiche si dispongono in un doppio strato con le teste idrofile volte verso l'ambiente esterno e verso il citoplasma, e le code idrofobe disposte verso l’interno del doppio strato fosfolipidico. Al doppio strato sono associate numerose proteine che, in base alla modalità di associazione con i fosfolipidi, possono essere distinte in proteine periferiche, legate debolmente alle teste polari dei fosfolipidi, e proteine integrali, che attraversano completamente la membrana grazie alle interazioni idrofobiche con le code apolari dei fosfolipidi (proteine transmembrana). Le proteine periferiche possono essere situate sia sulla superficie citoplasmatica sia sulla superficie esterna della membrana. Altre proteine integrali sono ancorate ai lipidi di membrana con legami covalenti, stabili. Solo sul versante esterno sporgono gruppi glucidici di glicoproteine e glicolipidi di membrana.
2. Diffusione semplice e diffusione facilitata attraverso la membrana
La diffusione semplice è un processo che interessa esclusivamente i gas, le molecole apolari e le molecole polari piccole e prive di carica, come quelle dell’acqua o dell’etanolo, che sono solubili nel doppio strato lipidico della membrana. La diffusione facilitata, invece, riguarda soluti polari più grandi e soluti carichi, come gli ioni, che non possono attraversare liberamente il doppio strato idrofobico, e avviene grazie alla mediazione di proteine di membrana che agiscono da trasportatori dei soluti. Diffusione semplice e diffusione facilitata sono meccanismi di trasporto passivo, che utilizzano il gradiente di concentrazione dei soluti o il gradiente elettrochimico degli ioni, senza consumo di energia da parte della cellula. Il trasporto attivo consiste, invece, nel trasporto di soluti polari o carichi, prevalentemente ioni, contro gradiente e richiede sempre il consumo di energia. Nel trasporto attivo primario l’energia proviene dall’idrolisi dell’ATP in ADP e P, catalizzata dal trasportatore stesso. La pompa Na+/K+ descritta nell’Unità 2 fornisce un esempio di trasporto attivo.
Le proteine di trasporto coinvolte nella diffusione facilitata sono proteine transmembrana multipasso che appartengono a due categorie: trasportatori (o carrier) e canali. I trasportatori legano specificamente il soluto su un versante della membrana e lo trasportano sul versante opposto della cellula grazie ad un cambiamento conformazionale della proteina trasportatrice. I canali formano invece dei pori idrofili che permettono il passaggio degli ioni attraverso la membrana. Molti canali possono alternare due conformazioni principali, aperta e chiusa, che regolano il passaggio degli ioni in dipendenza dalle condizioni funzionali.
3. Il trasporto dell’acqua attraverso la membrana plasmatica
Il movimento dell’acqua attraverso le membrane cellulari non richiede necessariamente la presenza di trasportatori specifici. Le molecole di acqua possono, infatti, attraversare il doppio strato lipidico per diffusione semplice, in virtù delle loro piccole dimensioni e delle transitorie discontinuità tra i fosfolipidi dovute alla fluidità del doppio strato. Vi sono, tuttavia, alcune cellule in cui il movimento dell’acqua è molto più rapido per la presenza di proteine transmembrana, denominate acquaporine (AQP) che formano canali per il movimento rapido dell’acqua secondo gradiente (diffusione facilitata).
Le AQP sono costituite da quattro subunità proteiche identiche, ognuna delle quali contiene un canale centrale in cui le molecole di acqua passano una alla volta, in fila indiana. Miliardi di molecole di acqua attraversano ciascun canale ogni secondo. Le acquaporine sono molto abbondanti in alcuni tipi cellulari, come i globuli rossi, in cui deve essere assicurato il trasporto rapido dell’acqua in risposta ai cambiamenti osmotici, le cellule epiteliali del rene, coinvolte nel riassorbimento di acqua dal filtrato glomerulare, e le cellule degli epiteli radicali delle piante. Le acquaporine sono presenti anche nei vacuoli contrattili delle cellule vegetali.