Il trasporto di membrana
Dopo una corsa a Ferragosto, una cellula muscolare consuma ossigeno, produce anidride carbonica e deve assumere glucosio, mentre la membrana plasmatica la separa dall'ambiente esterno. Come fa ogni sostanza a trovare la sua strada? Il meccanismo dipende da tre fattori: la dimensione della sostanza, la sua carica elettrica e il fatto che si muova a favore o contro il proprio gradiente di concentrazione.
Diffusione semplice: a favore di gradiente
Lascia cadere una goccia di inchiostro in un bicchiere d'acqua ferma: il colorante si distribuisce da solo in tutto il liquido, senza bisogno di mescolare. Perché le particelle disciolte tendono sempre a occupare tutto lo spazio disponibile, senza spendere energia? Perché si agitano di continuo (agitazione termica): e, urtandosi, si disperdono dalle zone affollate a quelle meno affollate.
Distingui tra trasporto passivo e trasporto attivo attraverso la membrana, indicando quale dei due richiede un apporto di ATP e in quale direzione si muovono le sostanze…
Distingui tra trasporto passivo e trasporto attivo attraverso la membrana, indicando quale dei due richiede un apporto di ATP e in quale direzione si muovono le sostanze in ciascun caso.
Che cos'è la diffusione semplice? Fai due esempi di sostanze che entrano o escono dalle cellule con questo meccanismo e spiega quali caratteristiche hanno in comune.
Che cos'è la diffusione semplice? Fai due esempi di sostanze che entrano o escono dalle cellule con questo meccanismo e spiega quali caratteristiche hanno in comune.
Diffusione facilitata
Il glucosio entra nella maggior parte delle cellule per diffusione facilitata. Spiega in che cosa consiste questo meccanismo, quali proteine intervengono e in che cosa…
Il glucosio entra nella maggior parte delle cellule per diffusione facilitata. Spiega in che cosa consiste questo meccanismo, quali proteine intervengono e in che cosa si differenzia dalla diffusione semplice.
Trasporto attivo: la pompa sodio-potassio
In un neurone a riposo la concentrazione di $\text{K}^+$ nel citosol è circa $30$ volte maggiore che all'esterno, mentre quella del $\text{Na}^+$ è circa $10$ volte maggiore all'esterno. Come fa la cellula a mantenere questo squilibrio, che la diffusione tenderebbe a cancellare?
Osserva lo schema della pompa sodio-potassio. Indica quale ione corrisponde alle particelle A e quale alle B, spiega perché questo meccanismo è considerato trasporto…
Osserva lo schema della pompa sodio-potassio. Indica quale ione corrisponde alle particelle A e quale alle B, spiega perché questo meccanismo è considerato trasporto attivo e quale conseguenza ha sulla carica elettrica della membrana lo scambio disuguale di ioni.
Si analizza l'assorbimento di $\text{K}^+$ nelle radici di piantine di orzo in un mezzo idroponico. Aggiungendo alla coltura il dinitrofenolo (DNP), una sostanza che…
Si analizza l'assorbimento di $\text{K}^+$ nelle radici di piantine di orzo in un mezzo idroponico. Aggiungendo alla coltura il dinitrofenolo (DNP), una sostanza che disaccoppia la sintesi mitocondriale di ATP senza frenare il consumo di $\text{O}_2$, l'assorbimento di $\text{K}^+$ si arresta immediatamente e lo ione comincia a uscire lentamente dalla radice, cosicché il $\text{K}^+$ accumulato viene progressivamente perso. Interpreta questi dati deducendo il meccanismo di trasporto coinvolto nella captazione di $\text{K}^+$, giustifica perché il blocco dell'ATP provoca la dissipazione del gradiente elettrochimico accumulato e prevedi che cosa accadrebbe all'assorbimento se, in assenza di DNP, si abbassasse la temperatura a $0\ \text{°C}$.
L'ouabaina è un farmaco che inibisce la pompa $\text{Na}^+/\text{K}^+$. Prevedi che cosa accadrà, a medio termine, al gradiente del sodio della cellula e al trasporto…
L'ouabaina è un farmaco che inibisce la pompa $\text{Na}^+/\text{K}^+$. Prevedi che cosa accadrà, a medio termine, al gradiente del sodio della cellula e al trasporto accoppiato del glucosio che utilizza tale gradiente nell'intestino, e motiva la tua risposta.
Trasporto in massa: endocitosi ed esocitosi
Spiega che cosa sono l'endocitosi e l'esocitosi e fai un esempio biologico concreto per ciascuno di questi processi.
Spiega che cosa sono l'endocitosi e l'esocitosi e fai un esempio biologico concreto per ciascuno di questi processi.
Un globulo bianco inglobano un batterio per distruggerlo. Quale tipo di endocitosi compie e come si chiama la vescicola che si forma? Descrivi brevemente il processo.
Un globulo bianco inglobano un batterio per distruggerlo. Quale tipo di endocitosi compie e come si chiama la vescicola che si forma? Descrivi brevemente il processo.
Un paziente è affetto da una forma di ipercolesterolemia familiare dovuta a una mutazione nel gene del recettore delle LDL. Il recettore mutato viene sintetizzato e…
Un paziente è affetto da una forma di ipercolesterolemia familiare dovuta a una mutazione nel gene del recettore delle LDL. Il recettore mutato viene sintetizzato e inserito nella membrana plasmatica, dove è in grado di legare normalmente le LDL circolanti, ma è privo della coda citosolica che interagisce con l'adaptina e la clatrina. Di conseguenza, il colesterolo non entra nelle cellule e si accumula nel sangue, nonostante la pinocitosi dei soluti extracellulari resti intatta. Giustifica quale tipo di trasporto vescicolare è bloccato e perché la cellula non può internalizzare il ligando, e discuti se un aumento compensatorio della pinocitosi permetterebbe di supplire efficacemente a questa carenza.
Gradiente elettrochimico e trasporto attivo secondario
Per uno ione conta il gradiente elettrochimico: concentrazione e differenza di potenziale elettrico insieme. La diffusione facilitata usa canali o carrier a favore di questo gradiente; il trasporto attivo richiede una fonte di energia, diretta o indiretta.
Vuoi tornare al punto di partenza? La cellula muscolare riceve O₂ e rilascia CO₂ per diffusione semplice, assume glucosio con proteine trasportatrici (diffusione facilitata) e mantiene i gradienti di Na⁺ e K⁺ con la pompa, a spese di ATP.