Presentazione di PowerPoint

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I canali ionici consistono in macromolecole
singole o organizzate in complessi, che
costituiscono la parete del canale - o poro
che attraversa la membrana plasmatica e connette
linterno della cellula con lesterno.
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In generale, i canali ionici si aprono in seguito
ad un cambiamento conformazionale, che può
avvenire

• in seguito allattivazione della componente
  recettoriale del canale da parte di una specifica
  molecola messaggero (canale chemio-dipendente)

• oppure in seguito ad una variazione del
  potenziale di membrana captata da una parte
  specifica del canale, il sensore del voltaggio
  (canali voltaggio-dipendenti).

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Era noto da lungo tempo che attraverso la
membrana plasmatica è possibile un rapido scambio
di ioni. Tuttavia, Neher e Sakmann furono i primi
a mostrare lesistenza di canali ionici specifici
La tecnica del patch clamp
Erwin Neher Bert Sakmann Premi Nobel per la
medicina nel 1991 per lo sviluppo della tecnica
del patch-clamp rendendo possibile la
caratterizzazione di singoli canali ionici
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Per chiarire come funziona un canale ionico, cioè
come esso si apre e si chiude, è necessario poter
registrare la corrente che lo attraversa.
Antecedentemente allera del patch-clamp ciò
appariva elusivo in quanto la corrente ionica
attraverso un singolo canale è molto piccola.
Con la tecnica del patch-clamp si poterono
superare tali difficoltà.
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Il setup per il patch-clamp
computer
oscilloscopio
amplificatore
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La configurazione di cell-attached
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Registrazione di una corrente elettrica che
fluisce attraverso un singolo canale ionico
Elettrodo di registrazione micropipetta di vetro
? ?10-6 m
Resistenza della saldatura gt1 GW
Con un opportuno equipaggiamento elettronico e
opportune condizioni sperimentali è possibile
misurare questa corrente microscopica
Quando un singolo canale si apre, gli ioni si
muoveranno attraverso il canale come una corrente
elettrica
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Quale tipo di informazioni è possibile ottenere
dalla registrazione di correnti di singolo canale?
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E possibile misurare lampiezza media della
corrente che fluisce attraverso un singolo canale
La distribuzione delle correnti di singolo canale
è gaussiana
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Quale altro tipo di informazione può dare
lanalisi delle correnti di singolo canale?

1. Il numero degli stati in cui il canale può
   esistere
2. Il tempo medio di permanenza in ciascun stato
3. La probabilità che un canale ha di trovarsi in
   quello stato
4. Le velocità di transizione tra gli stati

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Regolazione della funzione dei canali ionici
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Possibile meccanismo di regolazione di un canale
mediante produzione di un 2o messaggero
citoplasmatico
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Possibile meccanismo di regolazione di un canale
mediante interazione diretta con una proteina G
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Certi canali K sono effettori di Gi/o
La tecnica del patch-clamp, nelle sue varie
configurazioni, ha dato un contributo
fondamentale a chiarirne il meccanismo dazione
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Utilizzo della configurazione di cell-attached
per lo studio dei canali al K muscarinici
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Inside-out patch
Nella configurazione di inside-out la parte
intracellulare della membrana viene a contatto
con lambiente esterno
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Certi canali K sono effettori di Gi/o
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Certi canali K sono effettori di Gi/o
La configurazione di inside-out permette
laccesso alla superfice interna della membrana
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Meccanismo di attivazione dei canali GIRK