Non sono proteine della membrana cellulare. Struttura e proprietà delle membrane cellulari biologiche

Cellula- non si tratta solo di liquidi, enzimi e altre sostanze, ma anche di strutture altamente organizzate chiamate organelli intracellulari. Gli organelli per una cellula non sono meno importanti dei suoi componenti chimici. Pertanto, in assenza di organelli come i mitocondri, la fornitura di energia estratta da nutrienti, diminuirà immediatamente del 95%.

La maggior parte degli organelli di una cellula sono coperti membrane costituito principalmente da lipidi e proteine. Ci sono membrane di cellule, reticolo endoplasmatico, mitocondri, lisosomi e apparato di Golgi.

Lipidi sono insolubili in acqua, quindi creano una barriera nella cellula che impedisce il movimento dell'acqua e delle sostanze idrosolubili da un compartimento all'altro. Le molecole proteiche, tuttavia, rendono la membrana permeabile sostanze diverse attraverso strutture specializzate chiamate pori. Molte altre proteine di membrana sono enzimi che catalizzano numerose reazioni chimiche, di cui parleremo nei capitoli successivi.

Membrana cellulare (o plasmatica).è una struttura sottile, flessibile ed elastica con uno spessore di soli 7,5-10 nm. È costituito principalmente da proteine e lipidi. Il rapporto approssimativo dei suoi componenti è il seguente: proteine - 55%, fosfolipidi - 25%, colesterolo - 13%, altri lipidi - 4%, carboidrati - 3%.

Strato lipidico membrana cellulare impedisce la penetrazione dell'acqua. La base della membrana è un doppio strato lipidico: un sottile film lipidico costituito da due monostrati e che copre completamente la cellula. Le proteine si trovano in tutta la membrana sotto forma di grandi globuli.

Rappresentazione schematica di una membrana cellulare, che riflette i suoi elementi principali
- doppio strato fosfolipidico e un gran numero di molecole proteiche che sporgono sopra la superficie della membrana.
Le catene di carboidrati sono attaccate alle proteine sulla superficie esterna
e ad ulteriori molecole proteiche all'interno della cellula (non mostrate nella figura).

Doppio strato lipidicoè costituito principalmente da molecole di fosfolipidi. Un'estremità di tale molecola è idrofila, cioè solubile in acqua (su di esso si trova un gruppo fosfato), l'altro è idrofobo, cioè solubile solo nei grassi (contiene un acido grasso).

A causa del fatto che la parte idrofobica della molecola fosfolipide respinge l'acqua, ma è attratto da parti simili delle stesse molecole, i fosfolipidi hanno la proprietà naturale di attaccarsi tra loro nello spessore della membrana, come mostrato in Fig. 2-3. La parte idrofila con il gruppo fosfato forma due superfici della membrana: quella esterna, che è a contatto con il fluido extracellulare, e quella interna, che è a contatto con il fluido intracellulare.

Mezzo dello strato lipidico impermeabile agli ioni e alle soluzioni acquose di glucosio e urea. Sostanze liposolubili, compreso l'ossigeno, diossido di carbonio, l'alcol, al contrario, penetra facilmente in quest'area della membrana.

Molecole Anche il colesterolo, che fa parte della membrana, appartiene per natura ai lipidi, poiché il loro gruppo steroide è altamente solubile nei grassi. Queste molecole sembrano essere disciolte nel doppio strato lipidico. Il loro scopo principale è regolare la permeabilità (o impermeabilità) delle membrane per i componenti idrosolubili dei fluidi corporei. Inoltre, il colesterolo è il principale regolatore della viscosità della membrana.

Proteine della membrana cellulare. Nella figura, nel doppio strato lipidico sono visibili particelle globulari: si tratta di proteine di membrana, la maggior parte delle quali sono glicoproteine. Esistono due tipi di proteine di membrana: (1) integrali, che penetrano attraverso la membrana; (2) periferici, che sporgono solo al di sopra di una delle sue superfici, senza raggiungere l'altra.

Molte proteine integrali formano canali (o pori) attraverso i quali l'acqua e le sostanze idrosolubili, in particolare gli ioni, possono diffondersi nel fluido intra ed extracellulare. A causa della selettività dei canali, alcune sostanze si diffondono meglio di altre.

Altre proteine integrali funzionano come proteine trasportatrici, trasportando sostanze per le quali il doppio strato lipidico è impermeabile. Talvolta le proteine trasportatrici agiscono nella direzione opposta alla diffusione; tale trasporto è chiamato trasporto attivo. Alcune proteine integrali sono enzimi.

Proteine integrali di membrana possono anche fungere da recettori per le sostanze idrosolubili, compresi gli ormoni peptidici, poiché la membrana è loro impermeabile. L'interazione di una proteina recettore con un ligando specifico porta a cambiamenti conformazionali nella molecola proteica, che, a sua volta, stimola l'attività enzimatica del segmento intracellulare della molecola proteica o la trasmissione di un segnale dal recettore alla cellula utilizzando un secondo messaggero. Pertanto, le proteine integrali incorporate nella membrana cellulare la coinvolgono nel processo di trasmissione delle informazioni sull'ambiente esterno nella cellula.

Molecole di proteine di membrana periferica spesso associato a proteine integrali. La maggior parte delle proteine periferiche sono enzimi o svolgono il ruolo di dispatcher del trasporto di sostanze attraverso i pori della membrana.

Delimitativo ( barriera) - separare il contenuto cellulare da ambiente esterno;

Regolare lo scambio tra la cellula e l'ambiente;

Dividono le cellule in compartimenti, o compartimenti, destinati a determinate vie metaboliche specializzate ( dividendo);

È sede di alcune reazioni chimiche (reazioni leggere di fotosintesi nei cloroplasti, fosforilazione ossidativa durante la respirazione nei mitocondri);

Fornire la comunicazione tra le cellule nei tessuti degli organismi multicellulari;

Trasporto- effettua il trasporto transmembrana.

Recettore- sono la sede dei siti recettoriali che riconoscono gli stimoli esterni.

Trasporto di sostanze attraverso la membrana - una delle funzioni principali della membrana, garantendo lo scambio di sostanze tra la cellula e l'ambiente esterno. A seconda del consumo energetico per il trasferimento delle sostanze si distinguono:

trasporto passivo, o diffusione facilitata;

trasporto attivo (selettivo) con la partecipazione di ATP ed enzimi.

trasporto in imballaggi a membrana. Esistono meccanismi di endocitosi (dentro la cellula) ed esocitosi (fuori dalla cellula) che trasportano grandi particelle e macromolecole attraverso la membrana. Durante l'endocitosi, la membrana plasmatica forma un'invaginazione, i suoi bordi si uniscono e una vescicola viene rilasciata nel citoplasma.

La vescicola è delimitata dal citoplasma da un'unica membrana, che fa parte della membrana citoplasmatica esterna. Esistono fagocitosi e pinocitosi. La fagocitosi è l'assorbimento di particelle grandi che sono piuttosto dure. Ad esempio, fagocitosi di linfociti, protozoi, ecc. La pinocitosi è il processo di cattura e assorbimento di goccioline di liquido con sostanze disciolte in esso. L'esocitosi è il processo di eliminazione

varie sostanze dalla cella. Durante l'esocitosi, la membrana della vescicola, o vacuolo, si fonde con la membrana citoplasmatica esterna. Il contenuto della vescicola viene rimosso oltre la superficie cellulare e la membrana viene inclusa nella membrana citoplasmatica esterna. Al centro

La diffusione semplice è il trasporto di sostanze direttamente attraverso il doppio strato lipidico.

Caratteristica dei gas, molecole polari non polari o piccole cariche, solubili nei grassi. L'acqua penetra rapidamente nel doppio strato perché la sua molecola è piccola ed elettricamente neutra. La diffusione dell'acqua attraverso le membrane è detta osmosi.

La diffusione attraverso i canali della membrana è il trasporto di molecole e ioni carichi (Na, K, Ca, Cl) che penetrano attraverso la membrana a causa della presenza di speciali proteine che formano canali che formano pori d'acqua.

La diffusione facilitata è il trasporto di sostanze mediante speciali proteine di trasporto. Ogni proteina è responsabile di una molecola o di un gruppo di molecole correlate strettamente definite, interagisce con essa e si muove attraverso la membrana. Ad esempio, zuccheri, amminoacidi, nucleotidi e altre molecole polari. Trasporto attivo

effettuato dalle proteine trasportatrici (ATPasi) contro un gradiente elettrochimico, con consumo di energia. La sua fonte sono le molecole di ATP. Ad esempio, il sodio è una pompa del potassio.

La concentrazione di potassio all'interno della cellula è molto più elevata che all'esterno e il sodio viceversa. Pertanto, i cationi potassio e sodio si diffondono passivamente attraverso i pori dell'acqua della membrana lungo un gradiente di concentrazione. Ciò è spiegato dal fatto che la permeabilità della membrana per gli ioni potassio è maggiore rispetto a quella per gli ioni sodio. Di conseguenza, il potassio si diffonde fuori dalla cellula più velocemente del sodio nella cellula. Tuttavia, per il normale funzionamento delle cellule è necessario un certo rapporto di 3 ioni potassio e 2 ioni sodio. Pertanto, nella membrana è presente una pompa sodio-potassio che pompa attivamente il sodio fuori dalla cellula e il potassio nella cellula. Questa pompa è una proteina di membrana transmembrana capace di riarrangiamenti conformazionali. Pertanto può legare a sé sia ioni potassio che ioni sodio (antiporto). Il processo è ad alta intensità energetica:

Dall'interno della membrana, gli ioni sodio e una molecola di ATP entrano nella proteina della pompa, mentre gli ioni potassio provengono dall'esterno.

Gli ioni sodio si combinano con una molecola proteica e la proteina acquisisce l'attività ATPasi, cioè la capacità di provocare l'idrolisi dell'ATP, che è accompagnata dal rilascio di energia che aziona la pompa.

Il fosfato rilasciato durante l'idrolisi dell'ATP si lega alla proteina, cioè fosforila la proteina.

La fosforilazione provoca cambiamenti conformazionali nella proteina; questa diventa incapace di trattenere gli ioni sodio. Vengono rilasciati e si spostano fuori dalla cella.

L'aggiunta di ioni potassio provoca la defosforilazione della proteina. Cambia nuovamente la sua conformazione.

Un cambiamento nella conformazione delle proteine porta al rilascio di ioni potassio all'interno della cellula.

La proteina è di nuovo pronta ad attaccare a sé gli ioni sodio.

In un ciclo di funzionamento, la pompa espelle 3 ioni di sodio dalla cella e pompa 2 ioni di potassio.

Citoplasma– una componente obbligatoria della cellula, situata tra l'apparato superficiale della cellula e il nucleo. Si tratta di un complesso strutturale eterogeneo complesso costituito da:

ialoplasma

organelli (componenti permanenti del citoplasma)

le inclusioni sono componenti temporanei del citoplasma.

Matrice citoplasmatica(ialoplasma) è il contenuto interno della cellula: una soluzione colloidale incolore, densa e trasparente. I componenti della matrice citoplasmatica svolgono processi di biosintesi nella cellula e contengono enzimi necessari per la produzione di energia, dovuta principalmente alla glicolisi anaerobica.

Proprietà fondamentali della matrice citoplasmatica.

Determina le proprietà colloidali della cellula. Insieme alle membrane intracellulari del sistema vacuolare, può essere considerato un sistema colloidale altamente eterogeneo o multifase.

Fornisce un cambiamento nella viscosità del citoplasma, una transizione da un gel (più spesso) a un sol (più liquido), che avviene sotto l'influenza di fattori esterni e interni.

Fornisce ciclosi, movimento ameboide, divisione cellulare e movimento del pigmento nei cromatofori.

Determina la polarità della posizione dei componenti intracellulari.

Fornisce proprietà meccaniche cellule – elasticità, capacità di fondersi, rigidità.

Organelli– strutture cellulari permanenti che garantiscono alla cellula lo svolgimento di funzioni specifiche. A seconda delle caratteristiche strutturali si distinguono:

organelli di membrana: hanno una struttura a membrana.

Possono essere a membrana singola (ER, apparato del Golgi, lisosomi, vacuoli delle cellule vegetali). Doppia membrana (mitocondri, plastidi, nucleo).

Organelli non di membrana: non hanno una struttura di membrana (cromosomi, ribosomi, centro cellulare, citoscheletro). Gli organelli di uso generale sono caratteristici di tutte le cellule: nucleo, mitocondri, centro cellulare, apparato del Golgi, ribosomi, EPS, lisosomi. Se gli organelli sono caratteristici di alcuni tipi

cellule, sono chiamati organelli speciali (ad esempio, miofibrille che contraggono la fibra muscolare).- un'unica struttura continua, la cui membrana forma numerose invaginazioni e pieghe che assomigliano a tubuli, microvacuoli e grandi cisterne. Le membrane del RE sono collegate da un lato alla membrana citoplasmatica della cellula e dall'altro all'involucro esterno della membrana nucleare.

Esistono due tipi di EPS: ruvido e liscio.

Nel RE ruvido o granulare, cisterne e tubuli sono associati ai ribosomi. è il lato esterno della membrana Il RE liscio o agranulare non ha alcuna connessione con i ribosomi. Questo è il lato interno della membrana.

La membrana cellulare (membrana plasmatica) è una membrana sottile e semipermeabile che circonda le cellule.

Funzione e ruolo della membrana cellulare

La sua funzione è quella di proteggere l'integrità dell'interno consentendo ad alcune sostanze essenziali di entrare nella cellula e impedendo ad altre di entrare.

Serve anche come base per l'attaccamento ad alcuni organismi e ad altri. Pertanto, la membrana plasmatica fornisce anche la forma della cellula. Un'altra funzione della membrana è quella di regolare la crescita cellulare attraverso l'equilibrio e.

Nell'endocitosi, i lipidi e le proteine vengono rimossi dalla membrana cellulare man mano che le sostanze vengono assorbite. Durante l'esocitosi, le vescicole contenenti lipidi e proteine si fondono con la membrana cellulare, aumentando le dimensioni delle cellule. e le cellule fungine hanno membrane plasmatiche. Anche quelli interni, ad esempio, sono racchiusi in membrane protettive.

Struttura della membrana cellulare

La membrana plasmatica è composta principalmente da una miscela di proteine e lipidi. A seconda della posizione e del ruolo della membrana nel corpo, i lipidi possono costituire dal 20 all’80% della membrana, mentre il resto è costituito da proteine. Mentre i lipidi contribuiscono a conferire flessibilità alla membrana, le proteine la controllano e la mantengono Composizione chimica cellule e aiutano anche nel trasporto di molecole attraverso la membrana.

Lipidi di membrana

I fosfolipidi sono il componente principale membrane plasmatiche. Formano un doppio strato lipidico in cui le regioni della testa idrofile (attratte dall'acqua) si organizzano spontaneamente per affrontare il citosol acquoso e il fluido extracellulare, mentre le regioni della coda idrofobiche (respinte dall'acqua) sono rivolte lontano dal citosol e dal fluido extracellulare. Il doppio strato lipidico è semipermeabile e consente solo ad alcune molecole di diffondersi attraverso la membrana.

Il colesterolo è un altro componente lipidico delle membrane delle cellule animali. Le molecole di colesterolo sono disperse selettivamente tra i fosfolipidi di membrana. Ciò aiuta a mantenere la rigidità delle membrane cellulari impedendo ai fosfolipidi di diventare troppo densi. Il colesterolo è assente nelle membrane delle cellule vegetali.

I glicolipidi si trovano sulla superficie esterna delle membrane cellulari e sono collegati ad esse tramite una catena di carboidrati. Aiutano la cellula a riconoscere altre cellule del corpo.

Proteine di membrana

La membrana cellulare contiene due tipi di proteine associate. Le proteine della membrana periferica sono esterne e si associano ad essa interagendo con altre proteine. Le proteine integrali di membrana vengono introdotte nella membrana e la maggior parte le attraversa. Parti di queste proteine transmembrana si trovano su entrambi i lati di essa.

Le proteine della membrana plasmatica hanno diverse funzioni. Le proteine strutturali forniscono supporto e forma alle cellule. Le proteine recettrici di membrana aiutano le cellule a comunicare con l'ambiente esterno utilizzando ormoni, neurotrasmettitori e altre molecole di segnalazione. Le proteine di trasporto, come le proteine globulari, trasportano le molecole attraverso le membrane cellulari mediante diffusione facilitata. Alle glicoproteine è attaccata una catena di carboidrati. Sono incorporati nella membrana cellulare, aiutando nello scambio e nel trasporto delle molecole.

In base alle sue caratteristiche funzionali, la membrana cellulare può essere suddivisa in 9 funzioni che svolge.
Funzioni della membrana cellulare:
1. Trasporti. Trasporta le sostanze da una cellula all'altra;
2. Barriera. Ha permeabilità selettiva, garantisce il metabolismo necessario;
3. Recettore. Alcune proteine presenti nella membrana sono recettori;
4. Meccanico. Garantisce l'autonomia della cellula e delle sue strutture meccaniche;
5. Matrice. Assicura l'interazione e l'orientamento ottimali delle proteine della matrice;
6. Energia. Le membrane contengono sistemi di trasferimento di energia durante la respirazione cellulare nei mitocondri;
7. Enzimatico. Le proteine di membrana sono talvolta enzimi. Ad esempio, le membrane cellulari intestinali;
8. Marcatura. La membrana contiene antigeni (glicoproteine) che consentono l'identificazione cellulare;
9. Generazione. Effettua la generazione e la conduzione dei biopotenziali.

Puoi vedere come appare una membrana cellulare usando l'esempio della struttura di una cellula animale o vegetale.

La figura mostra la struttura della membrana cellulare.
I componenti della membrana cellulare comprendono varie proteine della membrana cellulare (globulari, periferiche, di superficie), nonché lipidi della membrana cellulare (glicolipidi, fosfolipidi). Anche nella struttura della membrana cellulare sono presenti carboidrati, colesterolo, glicoproteina e proteina alfa elica.

Composizione della membrana cellulare

La composizione principale della membrana cellulare comprende:
1. Proteine - responsabili di varie proprietà della membrana;
2. Lipidi tre tipi(fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo) responsabili della rigidità di membrana.
Proteine della membrana cellulare:
1. Proteina globulare;
2. Proteine superficiali;
3. Proteine periferiche.

Lo scopo principale della membrana cellulare

Lo scopo principale della membrana cellulare:
1. Regolare lo scambio tra la cellula e l'ambiente;
2. Separare il contenuto di qualsiasi cella dall'ambiente esterno, garantendone così l'integrità;
3. Le membrane intracellulari dividono la cellula in compartimenti chiusi specializzati: organelli o compartimenti in cui vengono mantenute determinate condizioni ambientali.

Struttura della membrana cellulare

La struttura della membrana cellulare è una soluzione bidimensionale di proteine integrali globulari disciolte in una matrice fosfolipidica liquida. Questo modello di struttura della membrana fu proposto da due scienziati Nicholson e Singer nel 1972. Pertanto, la base delle membrane è uno strato lipidico bimolecolare, con una disposizione ordinata di molecole, come potete vedere in.

Membrana cellulare

Immagine di una membrana cellulare. Le palline blu e bianche corrispondono alle teste idrofobe dei fosfolipidi e le linee ad esse attaccate corrispondono alle code idrofile. La figura mostra solo proteine integrali di membrana (globuli rossi ed eliche gialle). Punti ovali gialli all'interno della membrana - molecole di colesterolo Catene di perline giallo-verdi all'esterno della membrana - catene di oligosaccaridi che formano il glicocalice

Una membrana biologica comprende anche varie proteine: integrale (che penetra attraverso la membrana), semi-integrale (immersa ad un'estremità nello strato lipidico esterno o interno), superficiale (situata sui lati esterni o adiacenti ai lati interni della membrana). Alcune proteine sono i punti di contatto tra la membrana cellulare e il citoscheletro all'interno della cellula, e la parete cellulare (se presente) all'esterno. Alcune delle proteine integrali funzionano come canali ionici, vari trasportatori e recettori.

Funzioni

barriera - garantisce un metabolismo regolato, selettivo, passivo e attivo con l'ambiente. Ad esempio, la membrana del perossisoma protegge il citoplasma dai perossidi pericolosi per la cellula. Permeabilità selettiva significa che la permeabilità della membrana a diversi atomi o molecole dipende dalla loro dimensione, carica elettrica e proprietà chimiche. La permeabilità selettiva garantisce la separazione della cellula e dei compartimenti cellulari ambiente e fornendo loro le sostanze necessarie.
trasporto: il trasporto di sostanze dentro e fuori la cellula avviene attraverso la membrana. Il trasporto attraverso le membrane garantisce: apporto di nutrienti, rimozione dei prodotti metabolici finali, secrezione di varie sostanze, creazione di gradienti ionici, mantenimento di concentrazioni ioniche ottimali nella cellula necessarie per il funzionamento degli enzimi cellulari.
Particelle che per qualsiasi motivo non riescono ad attraversare il doppio strato fosfolipidico (ad esempio a causa delle proprietà idrofile, poiché la membrana interna è idrofoba e non consente il passaggio di sostanze idrofile, o a causa delle loro grandi dimensioni), ma necessarie per la cellula , possono penetrare nella membrana attraverso speciali proteine trasportatrici (trasportatori) e proteine canale oppure per endocitosi.
Nel trasporto passivo, le sostanze attraversano il doppio strato lipidico senza spendere energia lungo un gradiente di concentrazione per diffusione. Una variante di questo meccanismo è la diffusione facilitata, in cui una specifica molecola aiuta una sostanza a passare attraverso la membrana. Questa molecola può avere un canale che consente il passaggio di un solo tipo di sostanza.
Il trasporto attivo richiede energia poiché avviene contro un gradiente di concentrazione. Sulla membrana sono presenti speciali proteine di pompa, tra cui l'ATPasi, che pompa attivamente gli ioni potassio (K+) nella cellula e pompa gli ioni sodio (Na+) fuori da essa.
matrice - garantisce una certa posizione relativa e orientamento delle proteine di membrana, la loro interazione ottimale.
meccanico: garantisce l'autonomia della cellula, le sue strutture intracellulari, nonché la connessione con altre cellule (nei tessuti). Le pareti cellulari svolgono un ruolo importante nel garantire la funzione meccanica e, negli animali, la sostanza intercellulare.
energia: durante la fotosintesi nei cloroplasti e la respirazione cellulare nei mitocondri, nelle loro membrane operano sistemi di trasferimento di energia, a cui partecipano anche le proteine;
recettore: alcune proteine situate nella membrana sono recettori (molecole con l'aiuto delle quali la cellula percepisce determinati segnali).
Ad esempio, gli ormoni circolanti nel sangue agiscono solo sulle cellule bersaglio che hanno recettori corrispondenti a questi ormoni. I neurotrasmettitori (sostanze chimiche che assicurano la conduzione degli impulsi nervosi) si legano anche a speciali proteine recettrici nelle cellule bersaglio.
enzimatico: le proteine di membrana sono spesso enzimi. Ad esempio, le membrane plasmatiche delle cellule epiteliali intestinali contengono enzimi digestivi.
implementazione della generazione e conduzione di biopotenziali.
Con l'aiuto della membrana, nella cellula viene mantenuta una concentrazione costante di ioni: la concentrazione dello ione K+ all'interno della cellula è molto più alta che all'esterno, e la concentrazione di Na+ è molto più bassa, il che è molto importante, poiché ciò garantisce il mantenimento della differenza di potenziale sulla membrana e la generazione di un impulso nervoso.
marcatura cellulare - sulla membrana sono presenti antigeni che agiscono come marcatori - "etichette" che consentono di identificare la cellula. Si tratta di glicoproteine (cioè proteine a cui sono attaccate catene laterali oligosaccaridiche ramificate) che svolgono il ruolo di “antenne”. A causa della miriade di configurazioni della catena laterale, è possibile creare un marcatore specifico per ciascun tipo di cellula. Con l'aiuto dei marcatori, le cellule possono riconoscere altre cellule e agire di concerto con loro, ad esempio, nella formazione di organi e tessuti. Ciò consente anche al sistema immunitario di riconoscere antigeni estranei.

Struttura e composizione delle biomembrane

Le membrane sono composte da tre classi di lipidi: fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo. Fosfolipidi e glicolipidi (lipidi con attaccati carboidrati) sono costituiti da due lunghe code di idrocarburi idrofobi collegate a una testa idrofila carica. Il colesterolo conferisce rigidità alla membrana occupando lo spazio libero tra le code idrofobiche dei lipidi e impedendo loro di piegarsi. Pertanto, le membrane a basso contenuto di colesterolo sono più flessibili, mentre quelle ad alto contenuto di colesterolo sono più rigide e fragili. Il colesterolo funge anche da “tappo” che impedisce il movimento delle molecole polari dalla cellula alla cellula. Una parte importante della membrana è costituita da proteine che la penetrano e sono responsabili delle varie proprietà delle membrane. La loro composizione e orientamento differiscono nelle diverse membrane.

Le membrane cellulari sono spesso asimmetriche, cioè gli strati differiscono nella composizione lipidica, nella transizione di una singola molecola da uno strato all'altro (il cosiddetto ciabatte infradito) è difficile.

Organelli di membrana

Si tratta di sezioni chiuse singole o interconnesse del citoplasma, separate dallo ialoplasma da membrane. Gli organelli a membrana singola includono il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi, i lisosomi, i vacuoli, i perossisomi; alle doppie membrane: nucleo, mitocondri, plastidi. La struttura delle membrane di vari organelli differisce nella composizione dei lipidi e delle proteine di membrana.

Permeabilità selettiva

Le membrane cellulari hanno una permeabilità selettiva: glucosio, aminoacidi, acidi grassi, glicerolo e ioni si diffondono lentamente attraverso di esse e le membrane stesse, in una certa misura, regolano attivamente questo processo: alcune sostanze passano attraverso, ma altre no. Esistono quattro meccanismi principali per l'ingresso delle sostanze nella cellula o la loro rimozione dalla cellula verso l'esterno: diffusione, osmosi, trasporto attivo ed eso o endocitosi. I primi due processi sono di natura passiva, cioè non necessitano di energia; gli ultimi due sono processi attivi legati al consumo energetico.

La permeabilità selettiva della membrana durante il trasporto passivo è dovuta a canali speciali: proteine integrali. Penetrano attraverso la membrana, formando una sorta di passaggio. Gli elementi K, Na e Cl hanno i propri canali. In relazione al gradiente di concentrazione, le molecole di questi elementi si muovono dentro e fuori dalla cellula. Quando irritati, i canali ionici del sodio si aprono e si verifica un improvviso afflusso di ioni sodio nella cellula. In questo caso si verifica uno squilibrio del potenziale di membrana. Successivamente viene ripristinato il potenziale di membrana. I canali del potassio sono sempre aperti, consentendo agli ioni potassio di entrare lentamente nella cellula.

Guarda anche

Letteratura

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