Transcript File
UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “V.BABEŞ” TIMIŞOARA DISCIPLINA BIOLOGIE CELULARĂ ŞI MOLECULARĂ Prof.Univ.Dr. DOINA VERDEŞ BIOLOGIA MOLECULARĂ A MEMBRANELOR CELULARE 1. Definiţie (George Emil Palade) 2. Clasificare topografică 3. Compoziţie biochimică 4. Rolurile membranelor celulare 5. Organizare moleculară 5.1. Plasmalema - modelul mozaicului fluid - lipidele membranare - proteinele membranare 5.2. Glicolema 5.3. Citoscheletul membranar 5.1. PLASMALEMA - modelul “mozaicului fluid” – Singer-Nicholson LIPIDELE MEMBRANARE ŞI ROLUL LOR BIOLOGIC 1. Natura lipidelor membranare 1. Fosfolipide 75% , rol structural a) fosfogliceride: fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidilinozitol, fosfatidiletanolamina, fosfatidilglicerol, cardiolipina b) sfingolipide: sfingomielina 2. Glicolipide 5%, rol în recunoaşterea intercelulară şi specificitatea de grup sanguin a) cerebrozide (lipid + un oligozaharid) b) gangliozide (lipid + 2-7 oligozaharide) 3. Colesterol 20%, rol în modularea fluidităţii membranei • organizarea moleculară a plasmalemei 2. Conformaţia lipidelor membranare – molecule amfifile - schema generală de organizare moleculară (stg) - modelul atomic compact (dr) • Organizarea moleculară a fosfolipidelor • Colesterolul - organizare moleculară • Colesterolul – poziţionare între fosfolipide 3. Proprietăţi şi semnificaţie biologică 3.1. la interfaţa cu apa se organizează spontan în dublu strat sau micelii - aplicaţie practică a proprietăţii: lipozomii 3.2. Prezintă mişcări cu rol în menţinerea fluidităţii membranei 3.3. Proprietatea de mezomorfism 3.4. Asimetrie de repartizare - pe stratul extern predomină fosfolipidele cu colină - pe stratul intern predomină fosfolipidele cu grupări amino - glicolipidele sunt dispuse exclusiv pe versantul extern - colesterolul predomină pe versantul extern 3.5. Receptează şi fixează ionii: Ca2+, Na+, K+, Mg2+ PROTEINELE MEMBRANARE ŞI ROLUL LOR BIOLOGIC Concentraţie variabilă 20-75% Asigură toate funcţiile membranei Clasificare după conformaţie: - fibrilare cu rol structural - globulare cu rol enzimatic Clasificare topografică - intrinseci (integrale) 75% - extrinseci (endo şi ectoproteine) 25% Proteinele se asociază bistratului lipidic de maniere diferite 1,2,3 - proteine intrinseci cu unul sau mai multe domenii transmembranare 4 - proteină extrinsecă 5,6 - proteine extrinseci ataşate la lipide 7,8 – proteine extrinseci ataşate la proteine transmembranare Proprietăţi 1. Prezintă asimetrii - de localizare: glicoproteinele doar pe versantul extern - de dimensiune 2. Prezintă mişcări - de rotaţie în jurul axului longitudinal - de difuziune laterală în planul membranei 3. Au capacitate de modificare conformaţională 4. Au localizare specifică – enzime marker 5. Numărul proteinelor majore variază cu tipul de membrană 5.2. GLICOLEMA (GLICOCALIX) - localizare - organizare moleculară - roluri • organizarea moleculară a glicolipidelor • imagine TEM • roluri Protecţie, amortizare a şocurilor, lubrefiere Adezivitate şi recunoaştere intercelulară Individualitate celulară Participă la mecanismul de recepţie a mesajelor Rol imunologic Funcţie de filtru ionic Participă la captarea substanţelor endocitate • implicaţii medicale Boli metabolice – alterarea structurilor membranare care controlează endocitoza şi permeabilitatea Maladii virale – receptorii membranari specifici Rejetul de grup sanguin şi de organ – determinanţii antigenici ai grupelor sanguine (aglutinogenele A şi B) şi de histocompatibilitate (HLA) Celulele canceroase – alterările structurale ale glicolemei conduc la incapacitatea de recepţie a semnalelor provenite din mediu 5.3. CITOSCHELETUL MEMBRANAR - localizare - organizare moleculară - roluri • imagine TEM – organizare în reţea proteică • separarea proteinelor citoscheletului membranar prin ELFO • rolurile citoscheletului membranar Susţine arhitectonica periferiei celulare Menţine forma celulei Conferă membranei elasticitate şi rezistenţă (anemii hemolitice) Intervine în recepţia şi transmiterea intracelulară a mesagerilor de ordinul II Direcţionează substanţele endocitate Participă la adezivitatea intercelulară Iniţiază motilitatea periferiei celulare (pseudopode) • implicaţii medicale Alterarea mecanismului de coagulare – malsinteza fodrinei din componenţa citoscheletului membranar al trombocitelor Distrofii musculare (Duchenne, Becher) – alterarea cantitativă sau calitativă a distrofinei din componenţa sarcolemei Anemii hemolitice – malsinteza sau asinteza unor proteine citoscheletale determină boli cu transmitere genetică: - spectrină – sferocitoză ereditară – piropoikilocitoză ereditară - ankyrină – eliptocitoză ereditară ORGANIZAREA MOLECULARĂ A PERIFERIEI CELULARE