5.10 Grazie alle proteine, la membrana plasmatica
svolge molteplici funzioni
Molte proteine della membrana plasmatica sono enzimi
appartenenti a squadre di catalizzatori che agiscono
nella catena di montaggio delle molecole.
Figura 5.10A
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Altre proteine di membrana funzionano da recettori
di messaggeri chimici provenienti da altre cellule.
Messaggero chimico
Recettore
Molecola
attivata
Figura 5.10B
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Alcune proteine di membrana hanno una funzione
di trasporto e aiutano le sostanze ad attraversare
la membrana stessa.
ATP
Figura 5.10C
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5.11 Numerosi stimoli diretti alle cellule agiscono
attraverso recettori proteici localizzati nella
membrana plasmatica
• Un ormone che raggiunge la membrana plasmatica
si lega a una specifica proteina detta recettore.
• I recettori attraversano la membrana, sporgendo
sia verso l’interno sia verso l’esterno.
Figura 5.11
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5.12 Le sostanze possono diffondere attraverso le
membrane
Nel trasporto passivo (diffusione), le sostanze diffondo
attraverso le membrane senza che le cellule compiano
alcun lavoro: le particelle si spostano spontaneamente
da una zona dove sono più concentrate a una dove soo
meno concentrate.
Molecole di colorante
Figura 5.12
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Membrana
Equilibrio
Piccole molecole non polari diffondono facilmente
attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana.
Ne sono un esempio
• l’ossigeno molecolare (O2, essenziale per il
metabolismo)
• il diossido di carbonio (CO2, un prodotto di rifiuto
metabolico)
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5.13 La diffusione di molte molecole è facilitata da
proteine di trasporto
• Molte tipi di molecole non diffondono liberamente
attraverso le membrane.
• Queste molecole attraversano le membrane con l’aiuto di
proteine di trasporto che forniscono un passaggio
attraverso le membrane in un processo chiamato
diffusione facilitata.
Molecole
di soluto
Figura 5.13
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Proteina di
trasporto
5.14 La cellula spende energia per il trasporto attivo
Le proteine di trasporto possono spostare i soluti contro
un gradiente di concentrazione attraverso il trasporto
attivo, un processo che richiede ATP.
Proteina di
trasporto
ATP
Soluto
1 Legame con il soluto
Figure 5.14
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P
ADP
2
Fosforilazione
P
La proteina
cambia forma
Il gruppo
fosfato si
allontana
3 Trasporto
4 Proteina originaria
P
5.15 L’osmosi è una diffusione di acqua attraverso
una membrana semipermeabile
Nell’osmosi l’acqua si
sposta da una soluzione
nella quale la
concentrazione di soluto
è minore a una
soluzione nella quale la
concentrazione di soluto
è maggiore.
Uguale
Maggiore
concentrazione
Minore
di soluto
concentrazione concentrazione
di soluto
di soluto
Molecola
di soluto
Membrana
selettivamente
permeabile
Molecole
d’acqua
H2O
Molecola di soluto
circondata da molecole d’acqua
Figura 5.15
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Movimento netto dell’acqua
5.16 Per gli organismi è molto importante un
equilibrio idrico tra le cellule e l’ambiente circostante
• Il controllo dell’equilibrio idrico in una cellula si
chiama osmoregolazione.
• Le condizioni ideali per una cellula animale e una
vegetale sono, rispettivamente, una soluzione
isotonica e una soluzione ipotonica.
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Comportamento delle cellule poste in soluzioni con
diversa concentrazione:
Soluzione isotonica
H2O
Soluzione ipotonica
Soluzione ipertonica
H2O
H2O
H2O
Cellula
animale
(1) Risulta normale
H2O
H2O
(2) Si gonfia
fino a scoppiare
H2O
(3) Si contrae
Membrana
plasmatica
Cellula
vegetale
(4) Perde consistenza
Figura 5.16
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(5) È turgida
(6) Si contrae
H2O
5.17 Le molecole di grandi dimensioni vengono
trasportate per esocitosi ed endocitosi
Le molecole e le particelle di grandi dimensioni attraversano
la membrana mediante un processo chiamato esocitosi: una
vescicola, delimitata da una membrana e ripiena di
macromolecole, si fonde con la membrana plasmatica
riversando fuori dalla cellula il proprio contenuto.
Liquido extracellulare
Vescicola
Proteina
Figura 5.17A
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Citoplasma
Nel processo inverso all’esocitosi, l’endocitosi, la cellula
ingloba le macromolecole o altre particelle, formando
con la propria membrana delle vescicole nel citoplasma.
Formazione
della vescicola
Figura 5.17B
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L’endocitosi può avvenire in tre modi:
• fagocitosi;
• pinocitosi;
• endocitosi mediata da un recettore.
Fagocitosi
Figura 5.17C
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Membrana plasmatica
Molecole legate ai
recettori proteici
Fossetta
Citoplasma
Pinocitosi
Endocitosi mediata
da un recettore
TEM 96 500
TEM 54 000
Particella di cibo
da ingerire
LM 230
Pseudopodio
di un’ameba
5.18 Membrane difettose possono sovraccaricare il
sangue di colesterolo
Se i recettori del colesterolo nelle membrane sono pochi
o non funzionano, il sangue può accumulare livelli elevati
di colesterolo.
Goccia di LDL
Strato esterno fosfolipidico
Vesicola
Colesterolo
Proteina
Membrana
plasmatica
Figura 5.18
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Recettore
proteico
Citoplasma
