I TRASPORTI DI MEMBRANA
Permeabilità selettiva
Molecole e movimento cellulare
• Trasporto passivo
non consuma energia
• Trasporto attivo
consuma energia
• Endocitosi
macromolecole
• Esocitosi
Tipi di trasporto passivo
• Diffusione
• Osmosi
• Diffusione facilitata
Trasporto passivo
Non è richiesta energia
Le molecole si muovono perchè dotate di energa cinetica
Tendenza all’aumento del grado di entropia
Il movimento è dovuto al gradiente
Differenze in concentrazione, pressione, carica
Il movimento tende a equilibrare le concentrazioni
Il movimento avviene secondo gradiente
Equilibrio dinamico
Diffusione
• Le molecole si muovono per rendere uguali le concentrazioni
es: ossigeno, anidride carbonica…
Zolletta
di zucchero
TEMPO
Diffusione facilitata
• Membrana plasmatica è permeabile solo ad alcuni soluti
• Permettono il passaggio di molecole polari, grandi e gli
ioni a muoversi
• Alcune formano canali, altre si legano al substrato
• Sono specifiche.
• Maggiore è il numero, più veloce è la diffusione
• In genere trasportano le proteine delle cellule
• Non consuma energia
Trasporto facilitato
• Le proteine di trasporto si legano con le molecole
da trasportare
• Cambiano la loro forma
• Le molecole attraversano la membrana
Osmosi
• Forma speciale di diffusione
• I fluidi si muovono verso le concentrazioni
maggiori
• Spesso coinvolge il movimento di acqua
– Nelle cellule
– Fuori dalle cellule
Diverse concentrazioni e cellule
• Ipotonico
– La concentrazione dei soluti è maggiore
dentro la cellula rispetto a fuori
– Il solvente entra nella cellula
• Isotonico
– I soluti hanno una concentrazione pari
all’interno e all’esterno delle cellule
• Ipertonico
– I soluti hanno una concentrazione
maggiore fuori dalla cellula
– Il solvente esce dalla cellula
Osmosi
•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
Movimento netto dell’acqua
Soluzioni a diversa concentrazione
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
(5) È turgida
(6) Si contrae
H2O
Osmosi inversa
•L'osmosi inversa è il processo in cui si
forza il passaggio delle molecole di
solvente
dalla
soluzione
più
concentrata alla soluzione meno
concentrata ottenuto applicando alla
soluzione
più
concentrata
una
pressione maggiore della pressione
osmotica. In pratica, l'osmosi inversa
viene realizzata con una membrana che
trattiene il soluto da una parte
impedendone il passaggio e permette
di ricavare il solvente puro dall'altra.
Questo fenomeno non è spontaneo e
richiede il compimento di un lavoro
meccanico pari a quello necessario per
annullare l'effetto della pressione
osmotica. Il sistema è usato per
desalinizzare le acque
Plasmolisi
•In cellule vegetali immerse in soluzione
ipertonica si ha la riduzione del volume e
quindi il distacco della membrana plasmatica
dalla
parete
cellulare.
Ciò generalmente causa prima la perdita di
turgore e poi la morte della cellula.
Trasporto attivo
• Movimento di molecole contro gradiente di
concentrazione
• Richiede energia
• Un esempio è la pompa sodio-potassio
Trasporto attivo
•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
P
ADP
2
Fosforilazione
P
La proteina
cambia forma
3
Trasporto
Il gruppo
fosfato si
allontana
P
4 Proteina originaria
TRASPORTATORI
Esocitosi
• 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
Citoplasma
Endocitosi
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
Endocitosi
•L’endocitosi può avvenire in tre modi:
– fagocitosi;
– pinocitosi;
– endocitosi mediata da un recettore.
Particella di cibo
da ingerire
Membrana plasmatica
Molecole legate ai
recettori proteici
TEM 54 000
Fagocitosi
LM 230
Fossetta
Citoplasma
Pinocitosi
Endocitosi mediata
da un recettore
TEM 96 500
Pseudopodio
di un’ameba
Membrane difettose
• 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
Recettore
proteico
Citoplasma
