LA MEMBRANA CELLULARE

La membrana cellulare/plasmatica o plasmalemma è il rivestimento di tutte le cellule.

La sua funzione principale è quella di separare l'ambiente esterno da quello interno della cellula.

La membrana è formata da:
- Lipidi
             - fosfolipidi
                            - glicerolofosfolipidi
                            - sfingolipidi
             - colesterolo

- Proteine
             - integrali
             - periferiche
             - ancorate a lipidi

- Glucidi
             - glicolipidi
             - glicoproteine

I lipidi sono prevalentemente FOSFOLIPIDI cioè molecole anfipatiche, con caratteristiche sia idrofiliche che idrofobiche.

Questo li rende più miscibili in acqua rispetto ai normali lipidi, che tendono ad aggregarsi formando le micelle.

La testa idrofilica tende ad intereagire con l'acqua. Questo è il motivo per cui le teste idrofiliche si dispongono ai due estremi, "nascondendo" le code idrofobiche all'interno.

Teste-teste e code-code

La membrana non è una struttura fissa, ma i lipidi possono muoversi --> MOSAICO FLUIDO.

La fluidità di membrana è dovuta a 3 fattori:
- temperatura
- insaturazione 
- colesterolo

L'insaturazione delle code di acidi grassi rende più fluida la membrana, perché c'è meno impacchettamento.

Il colesterolo è una molecola fondamentale che rende invece più rigida la membrana.

La fluidità delle membrane venne dimostrata fondendo una cellula umana con una di topo. I due tipi di cellule erano stati marcati con anticorpi per renderne distinguibili le superfici.

Dopo poco tempo le due membrane non erano più distinte ma si erano fuse e gli anticorpi si erano equamente distribuiti sulla superficie.

Dando sempre molta importanza alla componente lipidica si incorre in un errore comune, non bisogna infatti pensare che i lipidi siano i più abbondanti. In una cellula normale il rapporto lipidi/proteine è 1:1, cioè il 50% sono lipidi e il 50% sono proteine.

Le proteine sono di 3 tipi:

- integrali

- periferiche 

- ancorate a lipidi = solo debolmente connesse ai lipidi.

La parte di glucidi che sporge nel versante esterno della membrana = glicocalice.

FUNZIONI DELLA MEMBRANA CELLULARE

La membrana regola il flusso di materiale dentro e fuori la cellula attraverso 3 modalità:

1. trasporto passivo

- diffusione semplice

- diffusione facilitata

2. trasporto attivo

- primario

- secondario

3. eso/endocitosi

Tutte le molecole, ioni e gas tendono a trasferirsi dal luogo in cui sono più concentrate al luogo in cui lo sono meno attraverso una membrana semipermeabile.

Alcune molecole passano più velocemente di altre grazie alle loro caratteristiche (piccole dimensioni, apolarità/idrofobicità ecc).

Le molecole che possono transitare liberamente attraverso il doppio strato di membrana (O2, CO2, H2O, ormoni steroidei ecc) --> diffusione semplice.

Le molecole più grandi necessitano di un trasportatore che ne faciliti il passaggio --> diffusione facilitata (CARRIERS e CANALI IONICI)

Esempi di carriers e canali ionici del trasporto facilitato:

- glucosio secondo gradiente

- del sodio dentro la cellula

- del potassio fuori dalla cellula

I canali ionici non sono sempre aperti:

- a controllo di ligando = molecole segnale si legano ad un recettore e chuidono i canali

- a controllo di potenziale = per variazioni del potenziale di membrana

- a controllo da temperatura

- a controllo meccanico = una forza agisce sulla membrana

Per ultimo consideriamo il trasporto attivo, cioè un trasferimento di materiale da una zona a minor concentrazione ad una a maggior concentrazione (contro gradiente). Siccome avviene contro gradiente necessita di energia, la cellula spende ATP.

Un esempio è la POMPA SODIO/POTASSIO ATPasi

Il Na+ è più concentrata all'esterno della cellula, mentre il K+ lo è all'interno

Con il trasporto contro gradiente 3 Na+ vengono pompati fuori e 2 K+ dentro con spesa di ATP.

Introduzione alle cellule

La cellula è l'unità fondamentale della vita!

All'interno del nostro corpo esistono diversi miliardi di cellule, la maggior parte sono batteri.

Ovunque c'è acqua c'è vita, la vita è ovunque (batteri estremofili).

Esistono 3 domini cellulari, ma quelle che ci interessano sono le cellule:
- procariote
- eucariote

Ogni volta che osserviamo una cellula, la prima cosa da fare è determinare a quale di questi due tipi appartiene.

Sia i procarioti che gli eucarioti hanno il DNA ma nei procarioti è confinato in una zona del citoplasma non rivestita da membrana detta nucleoide.

Gli eucarioti possono essere unicellulari (lieviti) o multicellulari (la maggior parte), mentre i procarioti sono sempre unicellulari.

Gli eucarioti sono solitamente di maggiori dimensioni.

Gli unici organelli presenti nei procarioti sono i ribosomi, ma sono molto più piccoli.

Gli eucarioti di nostro interesse sono:
- animali
- vegetali

Tutte le cellule sono rivestite da una membrana cellulare che divide il compartimento esterno da quello interno, media gli scambi e ha recettori per gli stimoli esterni.

Le cellule animali non hanno una parete cellulare! le piante e alcuni batteri ce l'hanno. Alcuni batteri hanno anche una capsula.

All'interno della cellula c'è il citoplasma, una sostanza acquosa in cui navigano in maniera apparentemente disordinata tutte le strutture subcellulari.

ORGANULI CELLULARI

Negli eucarioti il nucleo contiene il DNA e lo protegge attraverso una doppia membrana detta lamina nucleare.

All'interno del nucleo possono esserci uno o più nucleoli, responsabili della formazione dei ribosomi.

I ribosomi possono restare liberi nel citoplasma o attaccarsi al reticolo endoplasmatico. La loro funzione è la sintesi proteica.

I mitocondri sono degli organuli particolari, dotati di doppia membrana (esterna permeabile e interna impermeabile che forma delle creste), la cui funzione è la sintesi dell'ATP.

I cloroplasti si trovano solo nelle piante e anch'essi come i mitocondri hanno una doppia membrana. La loro funzione è la fotosintesi clorofilliana.

Sia i mitocondri che i cloroplasti hanno un DNA proprio, motivo che ha portato a ritenere che si sia trattato di procarioti che si sono inseriti stabilmente nelle cellule eucariote --> Teoria endosimbionte.

L'apparato di Golgi è un insieme di cisterne impilate in cui avvengono delle modifiche sulle proteine/lipidi sintetizzati dal RE.

Dal Golgi si distaccano delle vescicole contenenti il materiale modificato o si fondono delle vescicole col materiale da modificare.

Un altro organulo specifico delle piante è il vacuolo, cioè acqua rivestita da membrana.

Il citoscheletro è l'impalcatura delle cellule, è di natura proteica.

SISTEMA DI ENDOMEMBRANE
Sistemi contenuti nelle membrane, quindi tutti gli organuli finora nominati.