Biologia 23 – Membrana cellulare – Struttura

Biologia 23 – Membrana cellulare – Struttura

Biologia 23 – Membrana cellulare – Struttura

La membrana cellulare (chiamata anche membrana plasmatica o plasmalemma) rappresenta il rivestimento esterno della cellula. Essa racchiude e protegge il citoplasma e gli organuli citoplasmatici.

La membrana forma una sorta di barriera fra l’ambiente interno alla cellula (detto anche compartimento intracellulare) e quello esterno alla cellula (compartimento extracellulare).

Non ha una struttura rigida ma i suoi componenti costitutivi hanno una certa mobilità. Per questo motivo è detta “a mosaico fluido” (… una sorta di mare in continuo movimento).

Componente lipidica

La componente lipidica consiste in 2 tipi di molecole: i fosfolipidi ed il colesterolo.

Fosfolipidi

Sono i principali costituenti della membrana. Comprendono due categorie di molecole.

Glicero – fosfolipidi (fosfolipidi propriamente detti)

Derivano dai trigliceridi per sostituzione di un acido grasso con un gruppo fosfato. Nel complesso, sono formati da una testa polare (contenete il gruppo fosfato) e due code idrofobe (contenete i due acidi grassi).

I glicero-fosfolipidi si dispongono a formare un doppio strato, con le teste rivolte verso l’esterno e l’interno della cellula, e le code rivolte nello spazio compreso tra le due file di teste.

Sfingolipidi

Derivano dalla sfingosina (un amminoalcol) che si lega ad un acido grasso, ad un gruppo fosfato e ad un altro gruppo polare che conferisce il nome e le caratteristiche agli sfingolipidi. Nel complesso, quindi, anch’essi hanno una testa polare e due code idrofobe.

Gli sfingolipidi si trovano intercalati tra i glicero-fosfolipidi. Il loro ruolo principale è quello di formare, assieme alle molecole di colesterolo, i cosiddetti “raft” (zattere), strutture lipidiche che si muovono con estreme facilità all’interno della membrana citoplasmatica.

Il ruolo dei raft è quello di trasportare proteine (che hanno un’alta affinità per i lipidi) da una zona all’altra della cellula.

Movimenti dei fosfolipidi

I fosfolipidi non sono fissi ma si muovono all’interno della membrana cellulare. I principali movimento che compiono sono:

 Diffusione laterale: si spostano da una parte all’altra dell’emistrato cui appartengono.

 Rotazione attorno al proprio asse: ruotano su loro stessi

 Flip-flop: passano da un emistrato all’altro, grazie a dei particolari enzimi (flippasi).

Colesterolo

Si tratta di una molecola anfipatica, cioè che presenta una porzione idrofila ed una idrofoba. Il colesterolo è situato nel doppio strato di fosfolipidi, con la porzione idrofila rivolta verso la testa dei fosfolipidi e la porzione idrofoba immersa tra le code.

Il colesterolo regola la fluidità della membrana: ad alte temperature, evita che i fosfolipidi si allontanino

troppo tra di loro, mentre a basse temperature, grazie all’ingombro sterico che produce, impedisce ai

fosfolipidi di aggregarsi eccessivamente tra di loro.

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Componente proteica

Le proteine “navigano” nel mare dei fosfolipidi. Se i lipidi sono essenziali per la struttura della membrana, le proteine sono fondamentali per fare in modo che la cellula comunichi con l’esterno.

Le proteine di membrana sono essenzialmente di 3 tipi.

Proteine integrali (o intrinseche)

Si tratta di proteine che attraversano la membrana. A loro volta si suddividono in:

 Monotopiche: si trovano su un solo lato della membrana;

 Transmembrana monopasso: attraversano la membrana una sola volta;

 Transmembrana multipasso: attraversano la membrana più di una volta.

Proteine periferiche (o estrinseche)

Sono proteine che interagiscono solo con le teste polari dei fosfolipidi (rimangono alla “periferia”… non attraversano la membrana). Possono trovarsi sia sul versante interno che sul versante esterno. Sono coinvolte in diversi processi di comunicazione intercellulare.

Proteine ancorate ai lipidi

Sono idrofile, ma riescono a legarsi (ad “ancorarsi”) ad alcune code dei fosfolipidi. Si pensa possano avere un’attività antitumorale.

Componente glucidica

I glucidi della membrana non si trovano mai da soli, ma si uniscono sempre o a lipidi (glicolipidi) o a proteine (glicoproteine).

I glicolipidi derivano dai trigliceridi per sostituzione di un acido grasso con uno zucchero; le glicoproteine, invece, sono formate da proteine unite a dei glucidi.

Sia i glicolipidi che le glicoproteine sono sempre disposti con la parte glucidica sporgente verso l’esterno (cioè, verso il compartimento extracellulare) e mai verso l’interno.

In alcuni casi, le glicoproteine sono così numerose che la parte glucidica sporgente all’esterno della membrana cellulare forma una sorta di cappuccio chiamato glicocalice.

I glucidi svolgono diversi ruoli, tra cui quello di identificazione cellulare (le glicoproteine formano gli antigeni, le “targhe” di riconoscimento delle cellule del nostro organismo, ad esempio il sistema AB0 dei globuli rossi).