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LE MEMBRANE BIOLOGICHE - Coggle Diagram

- - - - La diffusione può avvenire
        
        sia per movimento interno allo stesso foglietto lipidico (LATERALE)
        
        sia per movimento tra i due foglietti lipidici (TRASVERSALE)
        
        TRASVERSALE
        (flip-flop)
        
        La diffusione trasversale è invece molto limitata
        
        Il passaggio di lipidi da un foglietto ad un altro infatti avviene solo tramite ENZIMI che promuovano la traslocazione trasversale di specifici lipidi TRAMITE CONSUMO DI ATP
        
        Enzimi FLOPPASI:
        
        Sono enzimi che trasferiscono dal foglietto esterno a quello citosolico altrettanto specifici enzimi (diversi dalla PE e PS)
        
        Enzimi SCRAMBLASI:
        
        Sono enzimi che aumentano il livello di scambio in modo ASPECIFICO contrastando l'asimmetria dei due foglietti e lavorando in modo opposto rispetto alle flippasi e floppasi
        
        Enzimi FLIPPASI:
        
        Sono enzimi che trasferiscono dal foglietto esterno al foglietto citosolico specifici lipidi: fosfatidiletanolammina (PE) e fosfatidilserina (PS)
        
        Sono questi a contribuire all'asimmetria tra i due foglietti lipidici
        
        LATERALE
        
        Un tipo di diffusione che avviene molto facilmente e che dona alla membrana fosfolipidica capacità AUTOSIGILLANTI
        
        Con un esperimento è possibile sia testare la funzionalità autosigillante della diffusione sia misurare la velocità di diffusione
        
        I lipidi di membrana vengono marchiati con una molecola fluorescente, dopodiché si utilizza un laser che priva una piccola parte della membrana della fluorescenza, creando un foro visibile visibile
        
        Misurando quanto tempo impiega la macchia non luminescente a sparire, ovvero di quanto tempo necessitano gli altri fosfolipidi a diffondersi in quella zona si può misurare la velocità di diffusione
        
        la libertà di movimento laterale non è comunque completamente libera in quanto esclude quelle zone in cui sono presenti delle proteine transmembrana e esclude le zone "zattere"
      - La fluidità di membrana implica che i lipidi hanno una discreta libertà di movimento che gli permette di diffondersi in tutta la membrana
  - - - Questo è fondamentale in tantissimi processi biologici atti ad espellere, trasportare o inglobare sostanze che per far questo necessitano di essere RACCHIUSE IN VESCICOLE fatte di pezzi di membrana.
        
        Ciò che era racchiuso in una membrana prima, sarà ancora racchiuso poi, dalla membrana con cui si fonde la vescicola.
        
        Il materiale che deve essere espulso prima viene racchiuso in una fossetta della membrana che poi si richiude formando una vescicola e che poi, raggiunta le destinazione si riapre, fondendosi con la membrana di destinazione e sversando il contenuto all'interno della membrana destinazione
- - - - La quantità di colesterolo, presente modifica la fluidità della membrana in base alla temperatura
        
        A alte temperature il colesterolo diminuisce la fluidità in quanto impacchetta meglio i lipidi di membrana
        
        A basse temperature aumenta la fluidità di membrana in quanto si inserisce nella struttura ordinata spezzandone l'impacchettamento
        
        Poichè nella maggior parte degli omeotermi la loro temperatura standard è superiore alla Tm il colesterolo ha spesso funzione di diminuire la fluidità.
    - - A temperature alte i lipidi di membrana possiedono una maggiore energia cinetica per cui la membrana è più fluida e segue il modello di liquido disordinato
        
        A basse temperature l'energia cinetica è minore e segue il modello a liquido ordinato.
        
        La temperatura di passaggio tra il modello a liquido ordinato e quello a liquido disordinato è detta temperatura di melting (Tm) ed è maggiore di 37° per cui negli uomini la membrana segue sempre il modello a liquido disordinato
    - - I doppi legami tipici degli acidi grassi insaturi portano ad un ripiegamento della molecola
        
        Questo comporta un più difficile impacchettamento reciproco dei lipidi di membrana che porta la membrana a essere più fluida
        
        Di conseguenza, la membrana sarà tanto più fluida quanto più i lipidi di membrana avranno code costituite da acidi grassi insaturi
  - - - Poichè i lipidi che costituiscono le membrane sono tutti caratterizzati da almeno due code di acidi grassi si aggregano nella struttura del LIPOSOMA
        
        Questa struttura è tenuta insieme unicamente da LEGAMI INTERMOLECOLARI NON COVALENTI, più precisamente da INTERAZIONI IDROFOBICHE tra le catene apolari che tengono insieme la struttura nonostante non sia rigidamente legata
        
        La struttura della membrana segue infatti il MODELLO A MOSAICO FLUIDO
        
        Le membrane sono infatti delle STRUTTURE FLUIDE E DINAMICHE.
        Sono paragonabili a un liquido bidimensionale in cui gli elementi diversi dai fosfolipidi "galleggiano".
        
        Questa natura idrofobica all'interno ed idrofila all'esterno dona alla membrana una forte CAPACITA ISOLANTE a sostanze idrofiliche e cariche
        
        Questo permette alle membrane di essere elettricamente polarizzate a causa delle differenze di carica che si creano tra i due strati
    - - Questo a causa di motivi funzionali: sullo strato esterno c'è un numero maggiore di lipidi a funzione recettoriale e contengono proteine funzionali specifiche in base a ciò di cui necessita la cellula
      - Anche all'interno dello stesso foglietto lipidico le membrane sono disomogenee. Ci sono infatti dei MICRODOMINII (zattere)
        
        Queste sono zone a fluidità inferiore dovute ad un maggiore accumulo di colesterolo, sfingolipidi e PROTEINE ANCORATE al foglietto esterno
    - - I lipidi vengono sintetizzati a partire da dei precursori all'interno del lume del reticolo endoplasmatico dove vengono poi espulsi e si muovono sotto forma di VESCICOLE
        
        Successivamente le vescicole vengono assorbite dall'apparato di Golgi e poi riespulse per dirigersi verso la membrana
        
        Questo MOVIMENTO UNIDIREZIONALE si definisce anche come TRAFFICO DI MEMBRANA e comporta una notevole variazione nella composizione di membrana.
- - - - Possiedono tutti almeno un dominio idrofobico che interagisca con le code apolari dei fosfolipidi
    - - Sono proteine trasportatori di sostanze all'interno della membrana.
        Queste sono caratterizzate da più domini transmembrana che si organizzano per creare l'ambiente adatto al passaggio delle molecole
        
        Es: BATTERIODOPSINA
        Un trasportatore di protoni all'interno della cellula tramite ben 7 domini transmembrana organizzati in alfa eliche per gli stessi motivi della glicoforina
    - - Sono proteine costituite esclusivamente da foglietti beta di 16/18 catene parallele, organizzate a formare un foro nella membrana
        
        Viene utilizzata la struttura a beta foglietto perché questa struttura vede impegnati tutti gli accettori e i donatori di legami ad idrogeno nella costruzione del foglietto e le catene laterali sono disposte sopra e sotto il piano del foglietto.
        
        In questo modo, alternando ad una catena laterale idrofila, una idrofoba, è possibile creare all'interno del cerchio creato dal foglietto una zona idrofila creata dalle catene laterali idrofile mentre all'esterno del foro si trovano le code laterali idrofobe che permettono il legame della proteina con i lipidi di membrana
        
        Es: ACQUAPORINE che permettono l'entrata di acqua all'interno della cellula
    - - Es: GLICOFORINA
        
        La parte carbossi-terminale della proteina fuoriesce dal lato esterno, la parte amminoterminale si trova invece dentro la cellula
        
        Il dominio idrofobo è costituito da all'incirca 20 amminoacidi che, organizzati una struttura ad alfa-elica, che attraversano la membrana.
        
        Questi 20 aa (tutti caratterizzati da catene laterali idrofobe), sono disposti ad ALFA ELICA perché così tutte le parti polari della proteina sono impegnate nel fare i legami H necessari per mantenere la struttura ad alfa elica e quindi non interagiscono con gli acidi grassi
  - - - Queste proteine sono legate alla membrana o per interazioni con le proteine trans-membrana o per legame covalente con dei lipidi di membrana che le fungono da ANCORAGGIO
        
        PROTEINE DI MEMBRANA ANCORATE AI LIPIDI
        
        Ancorate dal lato ESTERNO
        
        Ancora: glicosilfosfatidilinositolo (GPI) fosforilato
        Si lega alla proteina attraverso legame esterico all'estremità carbossi-terminale
        
        Viene utilizzato come funzione di controllo e messaggio: la proteina rimane sempre ancorata lì finché non viene recisa da enzimi come la fosfolipasi C per inviare un segnale
        
        Ancorate dal lato INTERNO
        
        Ancora: gruppo miristilico
        legato all'N-terminale della proteina
        
        Ancora: catena isoprenoide
        la proteina si lega dalla parte carbossi-terminale
        
        Ancora: cisteina interna alla proteina (non estremità ma interna)
        Si lega alla proteina tramite legame tio-estere ad un gruppo palmitato di un acido grasso
        
        L'ancora lipidica dona alla proteina una maggiore diffusività, capacità di movimento laterale data dalla natura lipidica della molecola che si muove nella membrana