introduzione alla cellula e membrana cellulare

Introduzione alla CELLULAe

membrana cellulare

Lipidi: Molecole insolubili in acqua

Sono costituiti fondamentalmente da gruppi non polari, tendono ad associarsi tra di loro e a formare barriere, come nelle membrane cellulari.Costituiscono, insieme ai carboidrati, le principali molecole ossidate per fornire energia chimica per le attività cellulari

Lipidi neutri: combinazione di acidi grassi e glicerolo. La maggior parte dei lipidi neutri è rappresentata da trigliceridi.

Gli acidi grassi saturi hanno una catena idrocarburica priva di doppi legami. La catena idrocarburica degli acidi grassi non saturi ha uno o più doppi legami che piegano la catena, rendendo più difficile un impaccamento stretto.

Negli animali una grande quantità di trigliceridi immagazzinati possiede catene di acidi grassi saturi; nelle piante i trigliceridi sono tipicamente insaturi.

I composti anfipatici

Molecole dotate di una porzione nettamente idrofobica e di un’altra porzione nettamente idrofilica

Fosfolipidi: molecole anfipatiche, rappresentano i principali lipidi delle membrane biologiche. I piu comuni sono i fosfogliceridi (fosfatidilcolina)

I fosfolipidi hanno una “coda” idrocarburica idrofobica (l’acido grasso) e una “testa” idrofilica.

In acqua le interazioni delle code idrofobiche e delle teste idrofiliche generano un doppio strato fosfolipidico. Le teste sono dirette verso l’esterno, dove interagiscono con l’acqua che le circonda. Le code sono rivolte verso l’interno.

Steroidi: il principale è il colesterolo, componente importante della membrana plasmatica: ne mantiene la fluidità. Altri steroidi sono importanti come ormoni negli animali: gli ormoni sessuali maschili e femminili e gli ormoni della corteccia surrenale che regolano la crescita e l'attività cellulare.

Colesterolo: inserendosi fra i fosfolipidi di membrana ne determina il grado di fluidità, insieme al grado di insaturazione degli acidi grassi.

La vitamina ELa vitamina E

LA VITAMINA E (a-TOCOFEROLOa-TOCOFEROLO) È UNO DEI PIÙ IMPORTANTI ANTIOSSIDANTIANTIOSSIDANTI PROVENIENTI DALLA DIETA

ESSENDO DI NATURA LIPIDICA, OLTRE CHE FENOLICA PROTEGGE I LIPIDI DELL’ORGANISMO DALL’OSSIDAZIONE

Alfa-tocoferolo (vitamina E)

Vitamina E: (alfa-tocoferolo) inserendosi fra i fosfolipidi di membrana li protegge dall’ossidazione da parte di ossigeno e radicali liberi.

La struttura e la funzione di tutte le membrane

cellulari dipende fondamentalmente dai

fosfolipidi e da derivati degli steroidi.

Le specifiche funzioni di ciascuna membrana dipendono dal tipo

di proteine presenti su quella specifica

membrana. Lipidi e proteine di

membrana possono essere glicosilati.

Il modello a “Mosaico Fluido”

Schema di proteine di membrana in un doppio strato lipidico

esempi di proteine di membrana

Funzioni delle membrane

Proteine di membrana: funzione

Funzioni della membrana plasmatica

• Regola il trasporto dei nutrienti all’interno della cellula• Regola il trasporto dei prodotti di degradazione verso

l’esterno• Mantiene “adeguate” condizioni chimiche nella cellula• Fornisce un sito per le reazioni che avvengono

raramente in ambiente acquoso • Contribuisce alla trasduzione del segnale • Interagisce con altre cellule e con la matrice

extracellulare

Un richiamo per comprendere le funzioni:

Diffusione e Osmosi

La soluzione più concentrata

richiama acqua da quella meno

concentrata per OSMOSI

Il soluto si muove per DIFFUSIONE dalla soluzione più

concentrata a quella meno concentrata.

MEMBRANA

PERMEABILE al soluto IMPERMEABILE al soluto

FLUSSO D’H2O

Un richiamo per comprendere le funzioni:

Diffusione e Osmosi

La soluzione più concentrata

richiama acqua da quella meno

concentrata per OSMOSI

Il soluto si muove per DIFFUSIONE dalla soluzione più

concentrata a quella meno concentrata.

Un richiamo per comprendere le funzioni:

Diffusione e OsmosiPERMEABILE al soluto IMPERMEABILE al soluto

PRESSIONE OSMOTICA

La PARETE CELLULARE di cellulosa nei vegetali

Parete secondaria

Parete primaria

Membrana plasmatica cellulare

fosfolipidica

La PARETE CELLULARE di cellulosa nei vegetali

Fibre di cellulosa (polimero del glucosio)

al microscopio elettronico a scansione

Cellule vegetaliLa parete cellulare delle cellule vegetali conferisce alla cellula un “perimetro” molto più rigido generando un elevato apporto strutturale ai tessuti.

La membrana plasmatica è una barriera selettiva

Tipi principali di proteine di trasporto

CANALI: trasportano H2O e specifici tipi di ioni secondo gradiente di concentrazione. Le proteine che li compongono formano dei canali che attraversano la membrana. Sono di solito regolati da stimoli specifici.

TRASPORTATORI: legano ioni o molecole specifiche. Il legame con la molecola trasportata provoca un cambiamento conformazionale e quindi il passaggio.- Uniporto - Simporto - Antiporto

POMPE: usano l’energia da idrolisi dell’ATP per spostare ioni contro gradiente di concentrazione

Ioni, piccole e grandi molecole possono attraversare la barriera della membrana plasmatica mediante:TRASPORTO PASSIVO:(diffusione semplice o facilitata)Avviene secondo gradiente (di concentrazione o elettrochimico)TRASPORTO ATTIVOAvviene contro gradiente (di concentrazione o elettrochimico)ENDOCITOSI – ESOCITOSIAvviene mediante formazione di vescicole (macromolecole)

Trasporto AttivoPompe ATPasiche

ESOCITOSI

ESOCITOSI

ENDOCITOSI

Endocitosimediata darecettore

Adesione Cellulare

• Le cellule sono spesso organizzate e assemblate a formare i tessuti:- Tessuto connettivo- Tessuto epiteliale- Tessuto osseo- Tessuto muscolare- Tessuto nervoso

Le cellule sono unite da strutture per lo più proteiche dette GIUNZIONI

• Le giunzioni strette-occludenti (Tight junctions) prevengono il passaggio di molecole attraverso lo space circostante alle cellule, e definiscono regioni funzionali della membrana plasmatica impedendo la migrazione delle proteine sulla superficie cellulare.

• I desmosomi, paragonabili a bottoni a pressione, permettono alle cellule di aderire fortemente le une alle altre.

• Le “gap junctions” (giunzioni comunicanti) creano dei canali per comunicazioni chimiche e elettriche tra le cellule e sono costituite da cilindri cavi formati da sei proteine dette “connessoni”.

5.6 – Part 1

Figure 5.6 – Part 1Desmosomanon confondere con plasmodesma vegetale, che invece è simile a giunzione comunicante (gap). Vedi cell. vegetale

5.6 – Part 2

Figure 5.6 – Part 2

Citoscheletro

MicrofilamentoDoppia collana

di catenedi actina(proteina

non fibrosa)Filamenti intermedi: Corde di proteine fibrose

Desmosoma

Microtubulo: impalcatura cilindrica cava di proteine globulari di tubulina

Microtubuli, flagelli e centrioli

Piani di sezionedel flagello

Organizzazione a 9 triplette del

corpo basale del flagello, identica

a quella del centriolo

centriolo

Organizzazione a 9 coppie di microtubuli

paralleli nella porzione flessibile

contrattile del flagello

Flagello di Euglena (alga protista) e di gamete maschileStruttura del flagello

Cellula animale

Cellula vegetale

Parete cellulare di cellulosa (polimero del glucosio)

Plasmodesma Vacuolo vegetale Cloroplasto

Mitocondrio

Sede della respirazione:C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 che si svolge a cavallo della membrana interna (creste)

OH|C=O|C = O|CH3 Acido piruvico

Nel citoplasma della cellula: Glucosio 2 Ac. piruvicoNel mitocondrio: Ac. piruvico + O2 + ADP + Pi H2O + CO2 + ATP

Cloroplasto

Stroma(spazio che accoglie

i tilicaoidi)Tilacoidi e

spazio tilacoide

Grani(pile di tilacoidi)

Sede della fotosintesi:6H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2

che si svolge a cavallo delle membrane tilacoidi

Clorofilla + lux + H2O O2 + e-e- + CO2 C6H12O6

Tessuto vegetale

Cellula vegetale di colonia di Spyrogira(alga protista)

L’abbiamo vista in laboratorio.