Trasporti Attraverso La Membrana

7/25/2019 Trasporti Attraverso La Membrana

1/36

I trasporti attraverso

la membrana plasmatica


2/36

La capacit di diffusione attraverso il doppio strato lipidico varia in funzione della

idrofobicit (solubilit in un mezzo idrofobico) e della dimensione delle molecole.

La membrana plasmatica una barriera semipermeabile


3/36

I trasporti attraverso la membrana

TRASPORTO PASSIVO:

- diffusione semplice- diffusione facilitata

Avviene secondo

gradiente di

elettrochimico

TRASPORTO ATTIVO:

- pompe

Avviene contro

gradiente

elettrochimico


4/36

La diffusione sposta i soluti verso lequilibrio, tendendo a

formare una situazione di equilibrio con concentrazioni ugualiin ogni punto e quindi dalla zona a maggior concentrazione a

quella a minor concentrazione.

La diffusione tende al minimo contenuto di energia libera: le

molecole si muovono secondo il gradiente di concentrazione

Allequilibrio non avviene pi movimento perch lenergialibera minima.

Con questo trasporto si muovono:

- piccole molecole idrofobiche ( O2, CO2, N2, benzene)

- molecole piccole polari senza carica netta (H2O, glicerolo,

etanolo)

- acidi grassi apolari e grandi molecole apolari ( lipidi)

DIFFUSIONE SEMPLICE


5/36


6/36

OSMOSI


7/36


8/36

OSMOLARITA

uscita H2O entrata H2O

La differenza di osmolarit fra interno ed esterno della cellula

muove lacqua.Osmolarit = concentrazione di soluti in una soluzione


9/36

DIFFUSIONE FACILITATA

Le molecole che non attraversano il doppio strato lipidico perch

idrofiliche effettuano il trasporto per diffusione facilitata.

La diffusione facilitata un trasporto passivo, che non necessita

di Energia ed avviene secondo gradiente elettrochimico.

Con questo trasporto si muovono:

- Ioni (che non attraversano mai il doppio strato lipidico a

causa della carica)

- Amminoacidi, Glucosio, Nucleotidi


10/36

Proteine trasportatrici o proteine vettore

Si legano al soluto specifico e subiscono cambiamenti di

conformazione per trasferire il soluto attraverso la membrana.

Proteine canale (canali ionici)

Formano un poro idrofilo per il passaggio del soluto nel doppio

strato lipidico (passaggio degli ioni)


11/36

Canali ionici

I canali ionici sono proteine transmembrana che permettono il

passaggio rapido di ioni inorganici (sino ad 1 milione di ioni/sec)secondo gradiente elettrochimico.

Sono selettiviper un determinato ione (a diversit dei pori acquosi),

che deve avere carica e dimensioneadatta a passare nel canale.

Fluttuano tra uno stato aperto ed uno chiuso e possono essere

controllati da stimoli specifici.


12/36

Gradiente elettrochimico

Per molecole prive di carica la direzione del trasporto dipende

dal gradiente di concentrazione.

Per le molecole elettricamente cariche (ioni inorganici oorganici) entra in gioco il gradiente elettrochimico.

Potenziale di membrana= differenza di carica a cavallo della

membrana con accumulo di cariche negative sul lato citosolico


13/36

Alberts et al., LESSENZIALE DI BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA,Zanichelli editore S.p.A.Copyright

Canale per il potassio (K+)


14/36

Canale per il potassio (K+)


15/36

Canale per il sodio (Na+)


16/36

Canali ionici regolati


17/36

1) Canali a controllo di voltaggio

2) Canali a controllo di ligando

3) Canali a controllo meccanico

( rispondono a forze meccaniche sulla membrana)


18/36

Canali a controllo di voltaggio (alfa-elica 4 )


19/36

Proteine trasportatrici o proteine vettore


20/36

Le proteine carrier possono trasportare 1 o 2 soluti, si parla

quindi di uniportoo cotrasporto.

Il cotrasportopu avvenire in simporto o antiporto.


21/36

I trasportatori sono specificie legano una sola classe di

molecole o un piccolo gruppo di molecole correlate.

Es. Glucosio o Galattosio o Mannosio

Sono inoltre stereoespecifici cio accettano un solo isomeroEs. D-Glucosio e non L- Glucosio

Seguono una cinetica di saturazione e possono essere soggetti

ad inibizione competitiva

Cinetica della diffusione semplice e facilitata


22/36

Trasportatore del glucosio

Gli aa polari localizzati nel doppio strato lipidico sembrano legare il

glucosio.


23/36

Trasportatore del Glucosio GLUT1

( eritrocita e cellula muscolare)

Diffusione facilitata


24/36

TRASPORTO ATTIVO

Avviene contro gradiente elettrochimico.

Deve essere accoppiato ad una fonte di ENERGIAdiretta o indiretta

TRASPORTO attivo diretto = viene accoppiato ad una reazione

chimica ESOERGONICA ( Esempio, idrolisi di ATP)

TRASPORTO attivo indiretto = dipende dal trasporto simultaneo

(cotrasporto) di 2 soluti, uno che si muove secondo gradiente, laltro

contro gradiente.

Pu avvenire sia per simporto, sia per antiporto.

Di solito 1 dei 2 soluti uno ione Na

+

o H

+.


25/36


26/36

Trasporto attivo DIRETTO

Il trasporto attivo permette di mantenere costanti concentrazioni

di soluti lontani dallequilibrio:STATO STAZIONARIO DI NON EQUILIBRIO

Il movimento dei soluti o degli ioni da un lato della membrana

viene accoppiato direttamente ad una reazione esoergonica,

normalmente lidrolisi dellATP.

Le proteine di membrana che fungono da trasportatori sono

chiamate pompe, perch spostano in modo selettivo composti

specifici da una massa fluida ad unaltra. Le proteine di trasporto

attivate dallATP sono dette ATPasi di trasporto o pompe

ATPasiche.


27/36

Esempio: la pompa Na+/K+

La pompa Na+/K+ un antiporto che sposta Na+fuori dalla cellula

(3 ioni) e K+dentro (2 ioni): movimento unidirezionale. Il

trasporto e accoppiato allidrolisi di ATP.


28/36


29/36


30/36


31/36

La pompa Na+/K+ serve a mantenere lequilibrio osmotico e

stabilizzare il volume cellulare.

Le cellule contengono unalta concentrazione di soluti, comprese

molecole organiche cariche negativamente confinate allinterno

della cellula (anioni fissi) e i cationi che le accompagnano per

equilibrare le cariche.

Si crea gradiente osmotico che attirerebbe acqua.Leffetto bilanciato da unelevata concentrazione di Na+ e Cl-

nel fluido extracellulare. LATPasi Na+/K+mantiene lequilibrio

osmotico pompando fuori il Na+.

Se si blocca la pompa Na+/K+, per es. con louabaina, le cellule si

rigonfiano e talora scoppiano.


32/36

La pompa Na+/K+e i canali a perdita di K+generano il Vm

(potenziale di membrana)


33/36

Principali tipi di ATPasi di trasporto

Pompe ATPasiche di tipo P:

- Na+/K+(membrana plasmatica)

- H+( membrana plasmatica)

- Ca2+ (membrana plasmatica

- Ca2+ ( reticolo sarcoplasmatico)

Pompe ATPasiche di tipo V:

- H+( lisosomi)

- H+(vacuoli)

Pompe ATPasiche di tipo F:

- H+( membrana mitocondriale interna)

- H+(membrana dei tilacoidi dei cloroplasti)

Pompe ATPasiche di tipo ABC:

- vari soluti

- farmaci antitumorali


34/36

Trasportatore ABC (ATP-binding cassette)

Nei batteri hanno il ruolo di trasportare sostanze varie

allinterno della cellula.

Negli Eucarioti portano sostanze tossiche fuori dalla cellula.

Il gene mdr iperespresso nelle cellule tumorali responsabile

della resistenza di tali cellule alla chemioterapia.


35/36

Trasporto attivo INDIRETTO

Trasportatore del glucosio ( Glut 4): viene sfruttato il gradiente del Na+

per trasportare il Glucosio allinterno della cellula contro gradiente.


36/36

Sulla membrana apicaledelle cellule epiteliali dellintestino c un trasportatore

che permette il passaggio del glucosio contro gradiente. Il processo

endoergonico, ma sostenuto dal flusso esoergonico di ioni Na+, a sua vola

mantenuto dalla pompa Na+

/K+

. Sulla membrana basale il glucosio escesecondo gradiente per diffusione facilitata (GLUT2).

Enterocita (cellula dellepitelio intestinale)

Trasporti Attraverso La Membrana

Documents

Transcript of Trasporti Attraverso La Membrana