Introduzione alla CELLULA e membrana cellulare.
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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.