Structura i organizarea molecularTipuri de transportDiferenieri morfologice Schimburi de informaiiAderena celularJonciunile intercelulareMEMBRANA PLASMATIC

STRUCTURA I COMPOZIIA BIOCHIMICMembrana plasmatic este un nveli continuu al celulei, frontier cu structur asimetric ntre mediul intracelular i extracelular, fiind format din dou straturi lipidice i din proteine membranare intrinseci i extrinseci.Se caracterizeaz printr-o compoziie chimic variabil adaptat funciei regiunii celulare pe care o delimiteaz

STRUCTURA I COMPOZIIA BIOCHIMICPentru aceeai celul aceast compoziie difer de la o regiune la alta i de asemenea poate fi diferit de la o celul la altaPrezint continuitate tranzitorie cu membranele sistemului endomembranar (reticulul endoplasmic, nveliul nuclear, aparatul Golgi, endozomii, fagozomii, lizozomii, veziculele, canaliculele i vacuolele), prin intermediul vacuolelor de exocitoz

STRUCTURA I COMPOZIIA BIOCHIMICMembrana plasmatic acioneaz ca un filtru cu o mare selectivitateControleaz penetrarea substanelor nutritive i exportul deeurilorMenine diferenele de concentraie ntre mediul extracelular i intracelular i intervine n homeostazia mediului intracelular

STRUCTURA I COMPOZIIA BIOCHIMICPercepe modificrile nconjurtoare i capteaz semnalele externe modificndu-i comportamentul n funcie de informaiile primite, pentru a putea s se adapteze i s rspund adecvat acestor modificri.Membrana permite comunicarea intercelular, fenomenele de recunoatere dintre celule i faciliteaz adezivitatea fie ntre dou celule, fie ntre celule i un substrat

ORGANIZAREA GENERAL

Membrana plasmatic este format din trei foie, dou osmofile dispuse de o parte i de alta de una central osmofobEa este acoperit de o estur de fibrile constituind glicocalixul (cell coat)Grosimea total a membranei plasmatice este de 7,5 nm variind n jurul acestei valori aproape nesemnificativ, n funcie de tipul de celulEste alctuit din molecule proteice i lipidice (model n mozaic Singer i Nicolson

BISTRATUL LIPIDIC

Acest strat constituie o barier impermeabil pentru moleculele hidrosolubileGruprile polare ale lipidelor ocup faa extern (foia osmofil extern) i faa intern (foia osmofil intern)Gruprile apolare se situeaz n foia median osmofobFoia osmofil extern deseori mai groas dect foia intern, indic asimetria membranei plasmaticeFoia intern intr n raport cu elementele periferice ale citoscheletului, cortexul celular, format n special din microfilamente de actin

BISTRATUL LIPIDIC

Grosimea fiecreia dintre cele dou foie osmofile atinge 2 nm, n timp ce grosimea foiei osmofobe este de 3,5 nmBistratul lipidic conine proteine membranare intrinseci (70% din totalul proteinelor membranare) legate strns de membran, ocupnd o parte sau toat grosimea membraneiAceste proteine sunt amfipatice: au doi poli hidrofili n contact cu faza apoas extracelular i cu faza apoas citoplasmatic i o parte mijlocie hidrofob plonjnd n stratul lipidic

PRINCIPALELE LIPIDE MEMBRANAREFosfolipideleColesterolulSfingolipidele care cuprind galactolipide, glicolipide neutre, gangliozideGlicolipidele

FOSFOLIPIDELE ICOLESTEROLULFosfolipidele exist n membrana plasmatic sub diverse forme: acid fosfatidic, fosfatidilcolin, fosfatidiletanolamin, fosfatidilserinColesterolul prezint o grupare polar i o grupare steroidMembrana celulelor eucariote conine cantiti mari de colesterolMembrana celulelor procariote nu conine colesterol

GLICOLIPIDELEEsteri de sfingozine sau sfingoglicolipide, de glicolipide neutre, de gangliozide i de galactocerebrozide ale cror lanuri glicozilate emerg spre glicocalixReceptorii membranari sunt n general de natur proteic sau glicoproteic, dar anumite lipide membranare pot juca rolul de receptor membranar, cum ar fi gangliozidele

PROPRIETILE LIPIDELOR MEMBRANARE

Asimetria bistratului lipidicNatura gruprilor polare, gradul de nesaturare a lanurilor hidrocarbonate Distribuie asimetric a sarcinilor electrice, fosfatidilserina, singurul fosfolipid cu sarcin electric negativ gsindu-se n stratul intern membranarIn monostratul extern - sfingolipidele, glicolipidele, fosfatidilcolinelen monostratul intern - fosfatidiletanolamin i fosfatidilserin

MICELII I LIPOZOMILipidele formeaz spontan straturi mono- i bimoleculare ntr-un mediu aposMoleculele amfipatice se organizeaz n structuri sferice (micelii) sau plane (dublu strat)n ambele situaii spre mediul apos sunt regiunile hidrofile, iar n interiorul acestor structuri se gsesc gruprile hidrofobeStructurile n dublu strat se pot nchide i formeaz nite vezicule sferice numite lipozomi

MODUL DE DEPLASARE AL LIPIDELORLipidele se pot deplasa lateral i de la un strat la altulFosfolipidele se pot deplasa lateral, adic n acelai plan (difuziune lateral)Ele pot s se deplaseze de asemenea de la un strat la altul (micare flip-flop sau de bascul)Lipidele pot avea de asemenea micri de rotaie n jurul axului lor longitudinal

PROTEINElE MEMBRANAREExist o mare diversitate de molecule proteice, reprezint suportul molecular al principalelor funcii ale membranelor celulareMai puin numerose dect lipidele (100 de lipide la o protein), moleculele proteice sunt de 30 la 50 de ori mai voluminoase dect cele lipidiceEle reprezint 50% din masa membranei

PROTEINElE MEMBRANAREAu o extremitate amino-terminal (-NH2) i o extremitate carboxi-terminal (-COOH)Fiecare dintre aceste extremiti este situat fie n citoplasm, fie n mediul extracelularProteinele transmembranare care au extremitatea amino-terminal n citoplasm sunt proteine de tip I, iar celelalte sunt de tip II

PROTEINElE MEMBRANAREDe-a lungul proteinelor alterneaz zone hidrofile i hidrofobe (n funcie de natura acizilor aminai care le constituie) n interiorul membranei, majoritatea proteinelor (n jur de 70%) se leag de fosfolipide hidrofobe, iar restul de alte moleculeExtremitatea extramembranar n contact cu mediul extracelular este aproape ntotdeauna glicozilatProteinele membranare se mpart n proteine extrinseci i intrinseci

PROTEINE INTRINSECICteva proteine intrinseci sunt proteine monotopice - au o singur fa ce emerge de la bistratul lipidicProteinele intrinseci traverseaz membrana fie o singur dat (proteine cu traversare unic, single pass sau bitopic), fie de mai multe ori (proteine cu traversri multiple sau politopice)Proteinele cu traversri multiple trec de mai multe ori prin bistratul lipidic, constituind de fiecare dat o elice ( proteinele politopice).

PROTEINE EXTRINSECISunt proteine din afara bistratului lipidic ancorate de lipide prin legturi covalenteProteinele localizate pe faa extern a membranei plasmatice se ancoreaz prin intermediul GPI (glicofosfatidilinositol)Proteinele situate pe faa dinspre citosol se ancoreaz prin intermediul unor lungi lanuri hidrocarbonate care ptrund n foia intern a bistratului.

FUNCIILE PROTEINELOR MEMBRANARE

Transportul transmembranar de substane necesare creterii i regenerrii structurilor celulareRecepionarea informaiilorProteinele sunt receptori capabili s reacioneze fie la molecule de informaie (hormoni), fie la stimuli fizico-chimici Receptorii convertesc aceste semnale pentru ca celulele s le poat interpreta

FUNCIILE PROTEINELOR MEMBRANARE

Mecanismele de recunoatere celularUnele dintre ele au activitate antigenic (glicoproteinele sunt suport ale antigenelor M, N i ale celor de histocompatibilitateInhibiia de contactAderena intercelular sau a celulei la un suport

FUNCIILE PROTEINELOR MEMBRANAREActiviti enzimatice diverseLegturi structurale care unesc citoscheletul cu membrana plasmaticFixarea substanelor medicamentoaseFixarea virusurilor, a toxinelor sau a celulelor

MODUL DE DEPLASARE AL PROTEINELORProteinele se deplaseaz n dublul strat lipidicMicrile lor pentru deplasare sunt ncetinite doar de prezena altor molecule proteiceCa i lipidele, proteinele intrinseci pot efectua micri de rotaieProteinele ns nu au micare de tip flip-flop

GLICOCALIXUL (CELL COAT)Reprezint zona periferic a membranei celulare i este alctuit din lanuri oligo-zaharidice ale glicoproteinelor, din proteoglicani, glicolipide i glicoproteineAre acelai aspect pe microvilozitile enterocitelor ca i pe celulele epiteliale ale epididimului sau ale tubilor renali proximaliAre o structur filamentoas, iar meninerea activitii fiziologice vitale ale celulei depinde de integritatea glicocalixului.

FUNCIILE GLICOCALIXULUIProtecia membranei plasmatice: asigur o protecie chimic (datorit rezistenei sale la enzime mucolitice i proteolitice) i una mecanicPrevine ruperea membranei apicale ale celulelor, evitnd orice contact cu molecule de talie prea marencrctura de suprafaa a celulelor este negativ - acid sialic, bogat n sarcini negativeNeuraminidaza care lizeaz acidul sialic

FUNCIILE GLICOCALIXULUIFuncia de capcan: in vitro, membrana eritrocitar absoarbe i fixeaz lipopolizaharide, cardiolipina. Absorbia cardiolipinei de ctre glicocalix st la baza a numeroase teste serologice pentru diagnosticul de sifilisIn vivo, glicocalixul absoarbe sau fixeaz anticorpii citofili (opsonizarea) care modific fagocitoza

FUNCIILE GLICOCALIXULUIPoate avea activitate enzimaticn celulele intestinale, miocardiocite, hepatocite glicocalixul cuprinde uniti globulare care conin leuco-aminopeptidaze la nivelul hepatocitelor, maltaz pentru celulele intestinaleIntervine n adezivitatea celular