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lezione al seguente indirizzo web www.unipv.it/ts
lmra22
MODALITÀ ESAME DI FISIOLOGIA GENERALE (9 CFU)
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Di cosa si occupa la Fisiologia
In questo corso ci occuperemo di fisiologia della
cellula
La fisiologia della cellula è propedeutica alla
fisiologia degli apparati
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Componenti di una tipica cellula animale
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Compartimenti circoscritti da membrana
Nucleo
Perossisoma
Reticolo Endoplasmatico
Lisosoma
Apparato Del Golgi
Vescicola
Membrana plasmatica
Mitocondrio
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Doppio strato (bilayer) lipidico
Bilayer lipidico (5 nm)
Molecole proteiche
Molecole lipidiche
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(No Transcript)
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Funzioni della membrana plasmatica
Ricevere informazione
Capacità di movimento ed espansione
Import-export di molecole
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Le membrane biologiche sono composte di 1.
Lipidi il doppio strato lipidico crea una
barriera idrofobica Per la maggior parte
fosfolipidi ma anche glicolipidi e colesterolo 2.
Proteine conferiscono specificità alle funzioni
svolte dalla membrana a. Proteine di membrana
periferiche legate alla superficie della
membrana b. Proteine di membrana integrali
contengono domini idrofobici e idrofilici ?
anfipatiche c. Glicoproteine (integrali)
contengono molecole glucidiche ? recettori di
superficie
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Composizione in lipidi della membrana plasmatica
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Struttura dei Fosfolipidi
testa
code
doppio
legame cis
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Struttura dei Glicolipidi
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Struttura del Colesterolo
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Come si organizzano i lipidi in membrana?
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I fosfolipidi in acqua possono formare
spontaneamente tre strutture
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Ricostruzione di un bilayer lipidico
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Fluidità della membrana

• La fluidità della membrana è importante per la
  sua funzione è determinata dalla sua
  composizione lipidica
• Stretto impacchettamento delle code idrofobiche ?
  minore fluidità
• La lunghezza della catena e il no di doppi legami
  (insaturi) determinano il grado di
  impacchettamento
• La lunghezza varia da 14-24 atomi di C catena
  più corta ? minore interazione ? aumento della
  fluidità
• Nellesempio una coda ha un doppio legame
  laltra coda non ha doppi legami
• Doppi legami ? maggiore rigidità

doppio legame -nodo
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Fluidità della membrana (cont.)

• Perchè la membrana ha bisogno di essere fluida?
• Permette una rapida diffusione laterale delle
  proteine di membrana nel bilayer e ne favorisce
  le interazioni (importante per la comunicazione
  cellulare)
• Facilita la distribuzione dei lipidi e delle
  proteine di membrana dal sito di inserzione ad
  altre regioni della cellula
• Permette alle membrane di fondere e mixare
  molecole

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Fluidità della membrana (cont.)
Nelle cellule animali, il colesterolo è usato per
modulare la fluidità della membrana riempie i
buchi tra i nodi delle catene insature Particolarm
ente usato nella membrana plasmatica ? stretto
impacchettamento ? minor fluidità/permeabilità
fosfolipide
colesterolo
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Asimmetria del doppio strato lipidico
I due strati hanno composizione differente -
differenti fosfolipidi/glicolipidi tra interno ed
esterno
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Composizione in proteine della membrana plasmatica
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Classi di Proteine di Membrana
periferiche
superfice extracell.
integrali
superfice citosolica
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Come può un legame peptidico polare essere
inserito nel core idrofobico di un bilayer
fosfolipidico?
estremità carbossi (C-) terminale
estremità amino (N-) terminale
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Le a- eliche transmembrana tipicamente sono
costituite da 20-25 aminoacidi la maggior parte
dei quali idrofobici.
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a-elica in 3D
Foglietto b in 3D
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In una a-elica i legami peptidici polari si
trovano allinterno e i gruppi R delle catene
laterali protrudono allesterno
3.6 residui/giro
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Associazione di proteine di membrana con un
bilayer lipidico
SPAZIO EXTRACELLULARE
Bilayer lipidico
CITOSOL
Legame debole, non-covalente, ad unaltra
proteina di membrana
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Funzioni svolte dalle proteine di membrana
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Proteine di membrana

• Nelle cellule animali, il 50 della massa del
  plasmalemma sono proteine
• Le proteine di membrane hanno molte funzioni

Trasportatori
Collegamento
Recettori
Enzimi
SPAZIO EXTRACELLULARE
CITOSOL
Membrane differenti esprimono proteine differenti
? funzioni differenti
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Permeabilità del bilayer lipidico
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PROTEINE DI COLLEGAMENTO Rafforzamento della
membrana plasmatica

• La membrana cellulare è molto sottile e fragile
• Essa è rafforzata e supportata da una trama
  proteica attaccata alla membrana attraverso
  proteine di membrana
• La forma della cellula e le proprietà meccaniche
  della membrana sono determinate dalla cortex
  cellulare - una trama di proteine fibrose
  attaccate al lato citosolico della membrana

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Cortex cellulare delleritrocita umano
spectrina
Lato citosolico della membrana
actina
Proteine di ancoraggio
proteine transmembrana
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Glicocalice

• I glicolipidi sono presenti nello strato esterno
  della membrana plasmatica
• La maggior parte delle proteine della membrana
  plasmatica sono glicoproteine
• Le glicoproteine hanno piccole catene di molecole
  di zuccheri (oligosaccaridi) legate ad esse
• Proteoglicani sono proteine di membrana che hanno
  una o più lunghe catene polisaccaridiche legate
• Tutti i carboidrati delle glicoproteine,
  proteoglicani e glicolipidi localizzati sul lato
  non citosolico della membrane formano un
  rivestimento di zuccheri chiamato il glicocalice
• Il glicocalice protegge la surperfice cellulare
  dal danneggiamento meccanico e chimico
  lubrificando inoltre la superficie assorbendo
  acqua

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Glicocalice
Proteoglicano transmembrana
Glicoproteina assorbita
Glicoproteina transmembrana
Rivestimento cellulare (glicocalice)
spazio extra-cellulare
glicolipide
Bilayer lipidico
citosol
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Riconoscimento cellula-cellula

• Gli oligosaccaridi della superfice cellulare
  forniscono ciascun tipo cellulare con un distinto
  marker di identificazione
• Il glicocalice è usato nel riconoscimento
  cellula-cellula
• Particolarmente importante nel mediare le
  risposte infiammatorie

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Proteine di trasporto
2 principali classi di proteine di trasporto
Proteine Carrier Legano il soluto da un lato
della membrane e lo trasportano dallaltro lato
con un cambiamento di conformazione della proteina
Proteine Canale Formano pori idrofilici nella
membrana attraverso cui certi ioni possono
diffondere