1

CURS 3

Organizarea molecular a membranelor

celulare. Adezivitatea celular.

REZUMAT

TIPURI DE MEMBRANE CELULARE

STRUCTURA MEMBRANELOR

DUBLUL STRAT LIPIDIC

PROTEINELE MEMBRANARE

PROPRIETILE MEMBRANELOR

NVELIUL CELULAR

FUNCIILE MEMBRANEI CELULARE

ADEZIVITATEA CELULAR

2

TIPURI DE MEMBRANE CELULARE

Exist trei tipuri de membrane celulare:

Membrana celular (plasmatic) nconjur celula

i definete limitele

menine diferenele ntre citosol i mediul nconjurtor

Membranele organitelor definesc compartmente delimitate de membrane n celule

(organite)

menin diferenele caracteristice ntre coninutul fiecrui organit i citosol

Membrane speciale n celule specializate teaca de mielin membrana plasmatic a celulelor

Schwann extin, modificat, mpachetat n jurul axonului neuronului

Compartimente delimitate de membrane n celul

Reticul

endoplasmic

Nucleu Peroxizom

Lizozom

Aparat

Golgi

Mitocondrie

Membrana celular

boundary of the cell

Vesicul

3

Dei funciile lor difer, toate membranele biologice au o

structur general comun:

un dublu strat continuu de molecule lipidice,

cu diferite proteine membranare ncorporate.

Aspectul trilaminat aspect de microscopie electronic

Nu reprezint STRUCTURA MEMBRANEI!

STRUCTURA MEMBRANELOR

DUBLUL STRAT LIPIDIC

Moleculele de lipide formeaz un dublu strat cu

grosime de aprox. 5nm;

Reprezint ~ 50% din masa membranelor celulare la

animale, restul fiind reprezentat de proteine;

Moleculele lipidelor din membrane sunt

amfipatice

au o parte hidrofil (cu afinitate pentru ap sau

polar) i

o parte hidrofob (respinge apa" sau nepolar)

4

Exist trei clase majore de

lipide membranare:

fosfolipide,

colesterol,

glicolipide

Diferite reprezentri ale unei molecule de fosfolipid

Fosfolipidele ~ 70% principalul element

structural se autoasambleaz ntr-un strat

dublu lipidic

fosfogliceride ex. fosfatidil-colina

sfingolipide ex. sfingomielina

Glicolipidele ~ 5% se gsesc doar pe faa

extern a membranei celulare, respectiv

faa intern a membranei organitelor faa

exoplasmatic

cerebrozide

gangliozide

Colesterolul ~ 25% interpus ntre

fosfolipide scade mobilitatea acizilor

grai scade permeabilitatea membranei

glicoplide

colesterol

5

Patru tipuri de FOSFOLIPIDE majore din membran:

fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina,

i sfingomielina.

PROTEINELE MEMBRANARE

Proteinele determin funciile specifice ale membranei

att plasmalema ct i organitele au o colecie unic de proteine

Procent variabil n membrane: n teaca de mielin

6

Proteinele integrale sunt

amfipatice!

Domeniul hidrofob

aminoacizi nepolari

trec prin membran, i

ancoreaz proteinele n

membran

Domeniile hidrofile

aminoacizi polari

expuse n mediul apos

ndeplinesc funcii

specializate ex.

receptori

Putem diferenia

proteinele periferice

de cele integrale dup

tria interaciunilor

cu membrana:

Proteinele

periferice sunt

extrase uor soluii

saline;

Proteinele

integrale sunt

extrase doar cu

detergeni.

7

PROPRIETILE MEMBRANELOR

FLUIDITATEA

Lipidele membranare

prezint micri n planul

membranei:

Frecvente de lateralitate

Rare flip-flop

Fluiditatea depinde de temperatur i compoziie

crete:

acizi grai nesaturai

acizi grai cu lan scurt

Proteinele se deplaseaz lateral dac nu sunt ataate

Asimetrie constant n distribuia glicolipidelor

exclusiv pe faa exoplasmatic a dublului strat lipidic.

Fosfolipidele cu colin (fosfatidilcolina,

sfingomielina) stratul exoplasmatic

Fosfolipidele grup amino- primar terminal

(fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina) stratul

citoplasmatic

PROPRIETILE MEMBRANELOR

ASIMETRIA

8

NVELIUL CELULAR

Are trei componente:

PLASMALEMA lipidele i proteinele

membranare ~ 7-9 nm

GLICOCALIXUL la exterior, este format din

gruprile glucidice ale glicoproteinelor i

glicolipidelor rol de protecie 50 nm

CITOSCHELETUL MEMBRANAR reea de

proteine (periferice) asociate cu faa citoplasmatic

al bistratului lipidic ce corespunde ectoplasmei

stabilizeaz structura membranei 5-9 nm

actin, spectrin i ankirin

glicocalix

plasmalema

citoscheletul

membranar

Reprezentare schematic a alctuirii nveliului celular

9

FUNCIILE MEMBRANEI

CELULARE

TRANSPORTUL MEMBRANAR

SEMNALIZAREA CELULAR

ADEZIVITATEA CELULAR

Dublul strat lipidic

furnizeaz structura de baz a

membranei i servete ca o

barier relativ impermeabil

la trecerea moleculelor

solubile n ap

Proteinele inserate n dublul

strat lipidic mediaz celelalte

funcii ale membranei

ADEZIVITATEA CELULARA

(jonciunile celulare)

Numeroase celule din esuturi sunt legate unele de altele

sau de matricea extracelular prin dispozitive speciale

jonciuni celulare.

Se mpart in trei clase funcionale :

jonciunile IMPERMEABILE,

jonciunile de ANCORARE, si

jonciunile de COMUNICARE

Element comun molecule de adezivitate celular

(CAMs) proteine transmembranare realizeaz

conectarea propriu-zis.

10

Jonciunile impermeabile

Mai sunt numite jonciuni strnse

sau zonula occludens

rol in meninerea diferenelor

de concentraie a substanelor

de o parte si de alta a epiteliilor

formarea de dispozitive de

etanare, limitnd difuzarea

substanelor n spaiul

intercelular

CAM = occludine

Ex. Epiteliul intestinal, BHE

Jonciunile de ancorare

Principalele tipuri:

desmozomi n centur (zonula adherens)

desmozomii n pat (macula adherens)

hemidesmozomii.

Asigur aderarea mecanic a celulelor, le ancoreaz ntre ele sau de matricea extracelulara, astfel nct ele devin capabile s acioneze ca o unitate structural

confer rezisten mecanic prin ancorarea de elementele citoscheletului.

11

Desmozomii n centur

(zonula adherens)

CAM caderine (Ca2+ -

dependent adhesion

molecules)

Conecteaz filamentele

de actin din corticala

citoplasmei celulelor

nvecinate.

Poziie: sub jonciunile

strnse.

Desmosomii n pat (macula adherens) contacte n spot pe suprafaa lateral.

CAM - caderine

Hemidesmozomii (jumtate-desmozomi) se aseamn morfologic cu desmozomii

Conecteaz suprafaa bazal a celulelor epiteliale cu lamina bazal.

CAM - integrine

Ambele conecteaz filamentele intermediate ale celulelor adiacente

Filamente de keratin epitelii

Filamente de desmin muchi

12

Jonciunile de comunicare

Numite i gap sau macula

comunicans;

Permit trecerea moleculelor

mici, solubile n ap direct din

citoplasma unei celule n

citoplasma altei celule

nvecinate.

Celulele conectate n acest mod

cuplate chimic si electric.

Ex. Miocardul, muchiul neted

visceral

Alctuite din conexoni.

Jonciuni celulare n celulele epiteliale

13

Ce reprezint aspectul trilaminat al membranelor?

R: aspectul la microscopul electronic

n alctuirea membranei intr lipide i proteine. (Adevrat/Fals)

R: Adevrat

Proteinele membranare au totdeauna caracter amfipatic.

(Adevrat/Fals) R: Fals doar proteinele integrale au caracter amfipatic

Numii principalele clase de lipide din membrane.

R: fosfolipide, glicolipide, colesterol.

RECAPITULARE:

Unde sunt localizate glicolipidele n membran?

R: totdeauna pe faa exoplasmatic

Ce parte a nveliului celular stabilizeaz structura membranei?

R: citoscheletul membranar

Glucidele nu sunt izolate n membran, ci totdeauna ataate.

(Adevrat/Fals) R: Adevrat Grupri glucidice ale glicolipidelor i

glicoproteinelor

Aminoacizii nepolari din structura proteinelor joac rol de

receptori (Adevrat/Fals)

R: Fals ancoreaz proteinele n membran, n interiorul

dublului strat lipidic

14

Numii cele trei straturi ale nveliului celular

R: plasmalema, glicocalix, citoschelet membranar

Jonciunile strnse se ancoreaz n citoscheletul celulelor

nvecinate. (Adevrat/Fals)

R: Fals Realizeaz etanarea epiteliilor

Jonciunile comunicante sunt formate din cupluri de conexoni.

(Adevrat/Fals) R: Adevrat

Numii molecule de adezivitate celular (CAMs)

R: ocludine, claudine, caderine