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SISTEMI DI ENDOMEMBRANE
Elementi generativi
Involucro nucleare
Reticolo endoplasmico
Elementi di transizione
Reticolo liscio
Apparato del Golgi
Elementi finali
Tonoplasto
Membrana plasmatica
RER+REL
Sistema di trasporto
Sintesi componenti membrane (proteine e lipidi)
Sintesi precursori lignina
Sede recettori ormonali
Sintesi sostanze lipofile (cutina, suberina, terpeni)
APPARATO DEL GOLGI
Trasporto vescicolare
Assemblaggio polimeri di parete (non cellulosa)
Assemblaggio membrane (rosette celluloso-sintasi)
Provacuoli e vacuoli
Processamento proteine (maturazione)
Il reticolo endoplasmico (RE) è costituito da un complesso
sistema di endomembrane associato (RER) o meno (REL) ai
ribosomi
Il reticolo endoplasmatico mette in
comunicazione cellule adiacenti
La presenza della parete cellulare nelle piante impone che
tutte le cellule siano interconnesse da ponti citoplasmatici: i
plasmodesmi.
Le molecole con dimensioni minori di 800-1000 Da
(dimensione di esclusione molecolare o SEL)
attraversano i plasmodesmi nella regione fra
plasmalemma e desmotubulo
L’apparato del Golgi è
formato dai dittiosomi
I dittiosomi, a differenza dell’apparato del
Golgi degli animali (centrale nella cellula),
sono dispersi nel citosol e facilmente
traslocabili dalle correnti citoplasmatiche verso
i siti ove i prodotti di secrezione sono necessari
A che serve complessivamente il
Golgi??
• Riceve proteine e lipidi di neosintesi dal RE che
smista ai vacuoli ed alla superficie cellulare
• E’ coinvolto nella produzione dei glicolipidi del
plasmalemma e del tonoplasto
• Nell’assemblaggio dei polisaccaridi (non
cellulosici) della parete cellulare
• Nella produzione di pectine (lamella mediana)
• Accetta e modifica membrane dal RE e dal
plasmalemma
Esocitosi: processo mediante il quale le
vescicole di secrezione si fondono con il
plasmalemma o rilasciano il contenuto nello spazio
extracellulare (crescita/rinnovo del plasmalemma
e crescita della parete cellulare per componenti
non cellulosici)
L’esocitosi può anche estrudere materiale
all’esterno della cellula (mucigel delle celule della
cuffia radicale)
L’endocitosi
• E’ il processo inverso all’esocitosi,
recupera l’eccesso di membrana
citoplasmatica per il riciclo dei suoi
componenti lipidici e proteici
La cellula animale
segue lo stesso
modello della cellula
vegetale ma è priva
di parete vacuolo e
plastidi
Il PLASMALEMMA
Le cellule regolano i loro scambi di
materiale con l’esterno
Il potenziale idrico è l’energia
potenziale dell’acqua
• L’acqua si muove da
zone a potenziale
idrico più elevato a
zone a potenziale
idrico più basso
Nelle soluzioni il potenziale idrico è
determinato dalla concentrazione delle
particelle disciolte nell’acqua (soluti)
• Le molecole di acqua si spostano dalle
zone a più bassa concentrazione di soluti
(potenziale idrico più alto) alle zone a più
alta concentrazione di soluti (potenziale
idrico più basso)
• La diffusione è la dispersione di sostanze
mediante movimento dei loro ioni e delle
loro molecole tendente ad uniformare le
loro concentrazioni nel sistema
La diffusione libera
• Nella diffusione libera ogni specie
chimica si muove secondo il suo gradiente
di concentrazione, cioè da zone a
maggiore concentrazione a zone a minore
concentrazione, fino alla parità di
concentrazione all’equilibrio (che è
dinamico)
L’ACQUA, L’OSSIGENO, L’ANIDRIDE
CARBONICA E POCHE ALTRE MOLECOLE
PICCOLE DIFFONDONO LIBERAMENTE
ATTRAVERSO LA MEMBRANA PLASMATICA
La diffusione richiede un ripido gradiente di
concentrazione, come lo mantiene la cellula?
Attraverso il metabolismo
L’osmosi è uno speciale caso di
diffusione
• Una membrana che permette il passaggio di
certe molecole, ma blocca il passaggio di altre
si dice SELETTIVAMENTE PERMEABILE (la
membrana che permette tutti i passaggi è
detta permeabile)
• Il movimento delle molecole d’acqua
(solvente) attraverso una membrana
selettivamente permeabile è uno speciale
caso di diffusione, si chiama OSMOSI
Due soluzioni (acquose) con uguale numero di particelle
disciolte per unità di volume (concentrazione) sono dette
isotoniche
• La soluzione che contiene meno soluto
rispetto all’altra è detta IPOTONICA
• La soluzione che contiene più soluto
rispetto all’altra è detta IPERTONICA
Il movimento dell’acqua attraverso la membrana
plasmatica è fonte di problemi cruciali per i viventi
• Organismi unicellulari che vivono in acqua
salata sono generalmente isotonici
• Organismi unicellulari che mancano di parete e
vivono in acqua dolce (es. Euglena) sono
ipertonici rispetto all’ambiente esterno, quindi si
gonfiano d’acqua, che però viene espulsa
attraverso vacuoli contrattili,
• E gli altri?? Sono ipertonici e non hanno vacuoli
contrattili, ma per fortuna c’è la parete
cellulare!!!!!
Permeabilità delle membrane
• Le membrane possono considerarsi impermeabili ai
grandi polimeri (questi entrano mediante trasporto con
vescicole)
• Modalità:
Fagocitosi, es.muffe plasmodiali ed ingresso dei rizobi
nelle radici delle leguminose mediante filamenti
d’infezione
Pinocitosi, ingresso di liquidi attraverso modalità simile alla
fagocitosi
Endocitosi mediata da recettori (specifiche proteine di
membrana)
Permeabilità delle membrane
• Le molecole indissociate attraverso le
membrane con maggiore facilità di quelle
cariche (eccezione l’acqua)
• I solventi dei grassi e le molecole solubili
nei grassi sono facilitati nel passaggio
PROTEINE DI TRASPORTO
• Se un soluto è carico il suo trasporto è
influenzato oltre che dal gradiente di
concentrazione dalla sua carica (cioè dal
voltaggio elettrico che si stabilisce
attraverso la membrana (potenziale di
membrana)
• Il gradiente di concentrazione ed il
potenziale di membrana definiscono il
gradiente elettrochimico di quel soluto
La diffusione facilitata
• Il trasporto attraverso le membrane di ioni
e molecole polari secondo il gradiente di
concentrazione può essere facilitato da
specifiche proteine di trasporto
I CARRIER
• UNIPORTO: proteine semplici che trasportano
soltanto un tipo disoluto
• SIMPORTO: sistema di cotrasporto mediante il
quale il trasferimento di un soluto da parte di un
carrier dipende dal sequenziale o simultaneo
trasferimento di un altro soluto nella stessa
direzione
• ANTIPORTO: due differenti soluti sono mossi
attraverso la membrana sia simultaneamente
chein sequenza, ma in direzione opposta
Il TRASPORTO ATTIVO
• E’ mediato da proteine dette POMPE,
capaci di spostare i soluti contro
gradiente di concentrazione o gradiente
elettrochimico
Il trasporto attivo implica utilizzo di ATP