5.10 Grazie alle proteine, la membrana plasmatica svolge molteplici
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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 Copyright © 2006 Zanichelli editore Altre proteine di membrana funzionano da recettori di messaggeri chimici provenienti da altre cellule. Messaggero chimico Recettore Molecola attivata Figura 5.10B Copyright © 2006 Zanichelli editore Alcune proteine di membrana hanno una funzione di trasporto e aiutano le sostanze ad attraversare la membrana stessa. ATP Figura 5.10C Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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) Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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. Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore (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 Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore L’endocitosi può avvenire in tre modi: • fagocitosi; • pinocitosi; • endocitosi mediata da un recettore. Fagocitosi Figura 5.17C Copyright © 2006 Zanichelli editore 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 Copyright © 2006 Zanichelli editore Recettore proteico Citoplasma
