La membrana plasmatica

Si definisce membrana plasmatica (o cellulare) un involucro dello spessore di circa 7-8 nm (1 nm=10^-9 m) che delimita la cellula, regola l'entrata e la fuoriuscita di materiali e "comunica" con le altre cellule ricevendo e producendo adeguati segnali. L'organizzazione della membrana plasmatica è descritta dal modello a mosaico fluido (fig. 3.2), elaborato nel 1972 dai biologi S.J. Singer e G.L. Nicolson. I principali costituenti della membrana plasmatica sono molecole di lipidi e di proteine; sono presenti anche i carboidrati.

  Lipidi

I lipidi sono di tre tipi: fosfolipidi, colesterolo e glicolipidi.

I fosfolipidi si dispongono in un doppio strato a causa del loro duplice comportamento nei confronti dell'acqua: poiché la cellula è formata prevalentemente da acqua ed è immersa in un ambiente acquoso, la parte idrofila di ogni molecola di fosfolipide (la testa) si rivolge verso il citoplasma e il liquido extracellulare, mentre la parte idrofoba (la coda) si dispone verso l'interno del doppio strato. Gli acidi grassi costituiscono le code dei fosfolipidi e rendono la membrana fluida, della stessa consistenza dell'olio; inoltre, i fosfolipidi possono spostarsi orizzontalmente nella membrana, senza però passare da uno strato all'altro. I fosfolipidi fungono da barriera sia per gli ioni sia per le molecole idrofile, che possono attraversare la membrana solo lungo specifici canali.

Il colesterolo è immerso nella membrana e conferisce al doppio strato maggiore stabilità e resistenza e al tempo stesso minorefluidità.

I glicolipidi si trovano soprattutto immersi nello strato esterno della membrana; regolano la comunicazione tra cellule.

Numerose proteine (proteine di membrana) sono immerse nel doppio strato fosfolipidico o sono attaccate alla sua superficie (alcune proteine sono legate a carboidrati e prendono il nome di glicoproteine).

Si definiscono proteine estrinseche (o periferiche) quelle che sono inserite solo in uno dei due strati; sono dette proteine intrinseche (o integrali) le proteine completamente immerse nel doppio strato.

Come i fosfolipidi, anche le proteine sono libere di scorrere orizzontalmente nel doppio strato lipidico. Dalla diversa disposizione delle proteine sui due lati della membrana deriva l'asimmetria dei due strati. Le proteine svolgono un ruolo di catalizzatori chimici (enzimi), regolano il movimento delle molecole idrosolubili attraverso la membrana, riconoscono e legano alcune molecole del liquido extracellulare.

  Carboidrati

I carboidrati sono presenti soprattutto nella membrana delle cellule eucarioti e sono legati ai lipidi (glicolipidi) o alle proteine (glicoproteine).