curs transport prin membrane

Upload: bogdan-alexandrescu

Post on 09-Apr-2018

297 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    1/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Biofizica transportuluiBiofizica transportului

    prin membraneprin membrane

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    2/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    CuprinsCuprins

    Structura membranei celulareStructura membranei celulare

    Clasificarea modalitatilor de transportClasificarea modalitatilor de transport

    membranarmembranar

    Transportul pasiv membranarTransportul pasiv membranar

    Transportul activ membranarTransportul activ membranar

    Receptori membranari si semnalizareReceptori membranari si semnalizare

    celularacelulara

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    3/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei celulareStructura membranei celulare

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    4/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Membrana celularaMembrana celulara

    = structura supramoleculara care separa= structura supramoleculara care separa

    spatiul intracelular de spatiul extracelularspatiul intracelular de spatiul extracelular

    EsteEste semipermeabilasemipermeabila sisi selectiv permeabilaselectiv permeabila

    Nu este o bariera pasiva, ci areNu este o bariera pasiva, ci are numeroasenumeroase

    functii:functii:

    Transport de substantaTransport de substanta dintr-o parte in alta a sadintr-o parte in alta a sa

    Traducere si transfer de informatieTraducere si transfer de informatie

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    5/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membraneiStructura membranei

    Modificat dupa Wikimedia Commons

    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_membrane_detailed_diagram_3.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_membrane_detailed_diagram_3.svg
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    6/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membraneiStructura membranei

    Mozaic fluid proteolipidic (Mozaic fluid proteolipidic (Nicholson &Nicholson &

    Singer, 1972Singer, 1972):):

    Bistrat lipidicBistrat lipidic

    Proteine si glicoproteine inserateProteine si glicoproteine inserate

    StructuraStructura fluidafluida sisi dinamicadinamica

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    7/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - lipideleStructura membranei - lipidele

    Lipide -Lipide - aprox. 50% din masa membraneiaprox. 50% din masa membranei

    FosfolipideFosfolipide(majoritatea!)(majoritatea!):: fosfatidilcholina, sfingomielina,fosfatidilcholina, sfingomielina,phosphatidilserina,phosphatidilserina,

    fosfatidiletanolaminafosfatidiletanolamina

    ColesterolColesterol(proportie variabila; in unele celule raport(proportie variabila; in unele celule raportde 1:1 cu moleculele de fosfolipide)de 1:1 cu moleculele de fosfolipide)

    GlicolipideGlicolipide(5% din lipidele membranare)(5% din lipidele membranare): ganglioside: ganglioside Se gasesc exclusiv in stratul extern, non-Se gasesc exclusiv in stratul extern, non-

    citoplasmaticcitoplasmatic

    Organizate inOrganizate in bistratbistrat, cu capatul hidrofil spre exterior si, cu capatul hidrofil spre exterior silanturile hidrofobe spre interiorlanturile hidrofobe spre interior

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    8/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - lipideleStructura membranei - lipidele

    Lungimea lantului hidrofobLungimea lantului hidrofob

    influenteaza tipul de organizare ainfluenteaza tipul de organizare a

    moleculelor lipidicemoleculelor lipidice

    Lanturi scurte solubile in apaLanturi scurte solubile in apa

    Lanturi mai lungi miceleLanturi mai lungi micele

    Lanturi si mai lungi lipozomiLanturi si mai lungi lipozomi

    Cele mai lungi lanturi (16-20 atomi C) bistraturi lipidiceCele mai lungi lanturi (16-20 atomi C) bistraturi lipidice

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    9/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - lipideleStructura membranei - lipidele

    ComportamentComportament fluidfluid Miscari ale moleculelor PL:Miscari ale moleculelor PL:

    VibratieVibratie(flexie a lanturilor la nivelul(flexie a lanturilor la nivelullegaturilor duble)legaturilor duble)

    RotatieRotatie(in jurul propriului ax)(in jurul propriului ax)

    Difuzie lateralaDifuzie laterala(10(1077/sec; D = 10/sec; D = 10-8-8 cm/s)cm/s)

    = schimbarea pozitiei intre molecule vecine= schimbarea pozitiei intre molecule vecine

    Flip-flopFlip-flop(

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    10/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - proteineleStructura membranei - proteinele

    ProteineProteine intrinseciintrinseci (integrale)(integrale)

    Traverseaza intreaga grosime a membraneiTraverseaza intreaga grosime a membranei

    Sunt moleculeSunt molecule amfifileamfifile

    Aprox. 70% din proteinele membranareAprox. 70% din proteinele membranare

    ProteineProteine extrinseciextrinseci (periferice)(periferice)

    MoleculeMolecule hidrofilehidrofile

    Se ataseaza doar periferiei membranei (legaturiSe ataseaza doar periferiei membranei (legaturimai slabe) in zona hidrofila, sau unor proteinemai slabe) in zona hidrofila, sau unor proteine

    integraleintegrale

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    11/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - proteineleStructura membranei - proteinele

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    12/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Structura membranei - proteineleStructura membranei - proteinele

    Zonele membranare unde exista proteine mult maiZonele membranare unde exista proteine mult maidese au o organizare speciala (dese au o organizare speciala (raft-uri lipidiceraft-uri lipidice,, lipidlipid

    raftsrafts))

    Sunt mai bogate in colesterolSunt mai bogate in colesterol

    Au fluiditate mai scazutaAu fluiditate mai scazuta

    Wikimedia Commons

    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lipid_raft_organisation_scheme.svghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lipid_raft_organisation_scheme.svg
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    13/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Modele de studiu al membranelorModele de studiu al membranelor

    Membrane lipidice artificialeMembrane lipidice artificiale

    Metode:Metode:

    BLMBLM Black Lipid MembraneBlack Lipid Membrane

    SSMSSM Solid Supported MembraneSolid Supported Membrane

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    14/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Clasificarea modalitatilor deClasificarea modalitatilor de

    transport membranartransport membranar

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    15/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Macrotransport si microtransportMacrotransport si microtransport

    MacrotransportMacrotransport (trafic vezicular)(trafic vezicular)

    EndocitozaEndocitoza

    ExocitozaExocitoza

    TranscitozaTranscitoza

    MicrotransportMicrotransport

    Transport pasivTransport pasiv

    Transport activTransport activ

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    16/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transport activ si transport pasivTransport activ si transport pasiv

    TransportulTransportul pasivpasiv::

    Se realizeazaSe realizeaza in sensul gradientilorin sensul gradientilor

    electrochimicielectrochimici

    Nu necesita consum energeticNu necesita consum energeticexternextern

    TransportulTransportul activactiv::

    Se realizeazaSe realizeaza in sensul contrar gradientilorin sensul contrar gradientilor

    electrochimicielectrochimicidin sistemdin sistem

    Necesita consum energeticNecesita consum energetic

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    17/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    MacrotransportulMacrotransportul

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    18/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Tipuri de macrotransportTipuri de macrotransport

    EndocitozaEndocitoza:: transportul unor molecule mari / structuritransportul unor molecule mari / structurimai complexe (ex: fragmente bacteriene etc) din exteriorulmai complexe (ex: fragmente bacteriene etc) din exteriorul

    celulei spre interior, in vezicule citoplasmaticecelulei spre interior, in vezicule citoplasmatice

    ExocitozaExocitoza:: transportul unor molecule mari / structuritransportul unor molecule mari / structurimai complexe din interiorul celulei (veziculemai complexe din interiorul celulei (vezicule

    intracitoplasmatice) spre exteriorul celulei, in urmaintracitoplasmatice) spre exteriorul celulei, in urma

    fuzionarii acestor vezicule cu membranafuzionarii acestor vezicule cu membrana

    TranscitozaTranscitoza:: endocitoza + exocitoza acelorasiendocitoza + exocitoza acelorasicomponente (traversarea celulei prin vezicule decomponente (traversarea celulei prin vezicule de

    transcitoza)transcitoza)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    19/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    EndocitozaEndocitoza

    Tipuri particulare:Tipuri particulare:

    PinocitozaPinocitoza transportul lichidului extracelular transportul lichidului extracelular

    FagocitozaFagocitoza transportul bacteriilor, corpilor straini transportul bacteriilor, corpilor straini

    mici etc in vederea digestiei enzimatice (face parte dinmici etc in vederea digestiei enzimatice (face parte din

    procesele de aparare ale organismului)procesele de aparare ale organismului) Endocitoza mediata de receptoriEndocitoza mediata de receptori substantele se substantele se

    ataseaza la membrana prin cuplarea cu receptoriataseaza la membrana prin cuplarea cu receptori

    specifici, apoi sunt internalizate sub forma de veziculespecifici, apoi sunt internalizate sub forma de vezicule

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    20/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    21/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    ExocitozaExocitoza

    SecretiaSecretia constitutivaconstitutiva

    Secretia permanenta a unor produsi de sintezaSecretia permanenta a unor produsi de sinteza

    celularicelulari

    SecretiaSecretia controlatacontrolata::

    Exocitoza unor produsi de sinteza celulara caExocitoza unor produsi de sinteza celulara ca

    urmare a unui stimul extracelular (factorurmare a unui stimul extracelular (factor

    hormonal / umoral) care activeaza celulahormonal / umoral) care activeaza celula

    Exocitoza neurotransmitatorilorExocitoza neurotransmitatorilor Mediata de CaMediata de Ca2+2+ Implicate modificari conformationale ale proteinelorImplicate modificari conformationale ale proteinelor

    asociate veziculelor sinaptice (SNAP)asociate veziculelor sinaptice (SNAP)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    22/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    23/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Wikimedia Commons

    Proteine asociateveziculelor sinaptice

    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Exocytosis-machinery.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Exocytosis-machinery.jpg
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    24/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    TranscitozaTranscitoza

    Endocitoza + exocitozaEndocitoza + exocitoza ulterioara a unorulterioara a unor

    veziculevezicule

    Modalitate de traversare a celuleiModalitate de traversare a celulei Exemplu:Exemplu:

    Traversarea endoteliului de catre proteineTraversarea endoteliului de catre proteine

    sangvine, pentru a ajunge in spatiul extracelularsangvine, pentru a ajunge in spatiul extracelular

    tisular (tisular (transvazarea proteinelor plasmaticetransvazarea proteinelor plasmatice))

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    25/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Directionarea traficului vezicularDirectionarea traficului vezicular

    Caile principale ale macrotransportuluiCaile principale ale macrotransportului

    celular:celular:

    Calea de biosinteza secretieCalea de biosinteza secretie:: Reticulul endoplasmic (RE)Reticulul endoplasmic (RE) Aparatul Golgi (AG) Aparatul Golgi (AG) (NU necesita semnale(NU necesita semnale

    de sortare propriu-zise)de sortare propriu-zise) AG vezicule secretorii membrana / spatiul extracelular AG vezicule secretorii membrana / spatiul extracelular

    AG endozomi (vezicule citoplasmatice)AG endozomi (vezicule citoplasmatice)

    AG lizozomiAG lizozomi

    Calea de endocitozaCalea de endocitoza:: Exteriorul celulei / membrana vezicule de endocitoza / endozomi ( ) Exteriorul celulei / membrana vezicule de endocitoza / endozomi ( )

    lizozomilizozomi

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    26/60

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    27/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transportul pasivTransportul pasiv

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    28/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Tipuri de transport pasivTipuri de transport pasiv

    Difuzia simplaDifuzia simpla::

    Traversarea membranei de catre substanteTraversarea membranei de catre substante

    hidrofobehidrofobe

    Difuzia prin canale ionice / poriDifuzia prin canale ionice / pori

    Traversarea membranei de catre substanteTraversarea membranei de catre substante

    hidrofile, prin zone specializate alehidrofile, prin zone specializate ale

    membraneimembranei

    Difuzia facilitataDifuzia facilitata::

    Cu ajutorul unor proteine-transportoriCu ajutorul unor proteine-transportori

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    29/60

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    30/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    31/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Difuzia prin canale ionice si poriDifuzia prin canale ionice si pori

    Canale ioniceCanale ionice::

    Proteine integrale ale membraneiProteine integrale ale membranei

    Permit trecerea unor substante hidrofile, dePermit trecerea unor substante hidrofile, de

    dimensiuni mici (ioni etc)dimensiuni mici (ioni etc)

    Permit transport bidirectionalPermit transport bidirectional

    Au filtre de selectivitateAu filtre de selectivitate

    PoriPori::

    Structuri neselective (cu exceptia dimensiuniiStructuri neselective (cu exceptia dimensiuniiparticulelor)particulelor)

    Aparitia lor in membrana este un fenomenAparitia lor in membrana este un fenomen

    stochasticstochastic

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    32/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Canale ioniceCanale ionice

    Structura:Structura:

    Senzor (S)Senzor (S)

    Filtru (F)Filtru (F)

    Vestibul (V)Vestibul (V)

    Poarta (P)Poarta (P)

    Inactivator (I) (Inactivator (I) ())

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    33/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Canale ioniceCanale ionice

    Tipuri de canale ionice:Tipuri de canale ionice:

    Canale ioniceCanale ionice activate electricactivate electric Ex: canalele ionice de Na+ si K+ din membranaEx: canalele ionice de Na+ si K+ din membrana

    neuronala, implicate in aparitia PAneuronala, implicate in aparitia PA

    Canale ioniceCanale ionice activate chimicactivate chimic Ex: receptorii ionotropi pentru neurotransmitatoriEx: receptorii ionotropi pentru neurotransmitatori

    Canale ioniceCanale ionice activate mecanicactivate mecanic Ex: canalele de K+ din celulele ciliate (din varfulEx: canalele de K+ din celulele ciliate (din varful

    stereocililor)stereocililor)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    34/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Canale ioniceCanale ionice Gary G. Matthews

    http://www.blackwellpublishing.com/matthews

    http://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/channel2.swfhttp://www.blackwellpublishing.com/matthews/channel.htmlhttp://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/channel2.swfhttp://www.blackwellpublishing.com/matthews/channel.html
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    35/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Canale ioniceCanale ionice

    Transportul printr-un canal ionic deschis seTransportul printr-un canal ionic deschis se

    realizeazarealizeaza in sensul gradientului dein sensul gradientului de

    concentratieconcentratie

    Transportul presupune legarea ionilor laTransportul presupune legarea ionilor la

    proteina-canal proteina-canal cinetica Michaelis-Mentencinetica Michaelis-Menten

    TransportulTransportul poate fi inhibat specificpoate fi inhibat specific prinprin

    blocanti ai canalelor ioniceblocanti ai canalelor ionice

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    36/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Difuzia facilitataDifuzia facilitata

    Se realizeaza cu ajutorul unor proteineSe realizeaza cu ajutorul unor proteine

    integrale numiteintegrale numite transportoritransportori, care se pot afla, care se pot afla

    in doua stari conformationale distincte:in doua stari conformationale distincte:

    Stare cu afinitate mare pentru substratStare cu afinitate mare pentru substrat Substratul se leaga la transportor, la nivelul situsurilor deSubstratul se leaga la transportor, la nivelul situsurilor de

    legarelegare

    Legarea induce modificarea conformationala si tranzitia laLegarea induce modificarea conformationala si tranzitia la

    starea cu afinitate mica, in care situsul de legare estestarea cu afinitate mica, in care situsul de legare este

    pozitionat pe partea opusa a membraneipozitionat pe partea opusa a membranei

    Stare cu afinitate mica pentru substratStare cu afinitate mica pentru substrat Substratul este eliberat pe partea opusa a membraneiSubstratul este eliberat pe partea opusa a membranei

    Dezlegarea substratului induce revenirea la stareaDezlegarea substratului induce revenirea la starea

    conformationala initiala (cu afinitate mare)conformationala initiala (cu afinitate mare)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    37/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Difuzia facilitataDifuzia facilitata

    Exemple de transportori:Exemple de transportori:

    Pentru glucozaPentru glucoza

    Pentru colinaPentru colina

    Pentru ioni (= Ionofori)Pentru ioni (= Ionofori)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    38/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Comparatie intre tipurile deComparatie intre tipurile de

    transport pasivtransport pasiv

    TRANSPORTORITRANSPORTORI CANALE IONICECANALE IONICE

    SPECIFICITATESPECIFICITATE Mai mare Mai mica

    VITEZAVITEZA Mai mica Mai mare

    Transportorii sunt intr-un numar mai mare in organism decatTransportorii sunt intr-un numar mai mare in organism decat

    canalele ionicecanalele ionice

    Transportorii pot fi implicati si in transport activTransportorii pot fi implicati si in transport activ

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    39/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transportul activTransportul activ

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    40/60

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    41/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transportul activ primarTransportul activ primar

    Pompele ionice:Pompele ionice:

    Proteine integraleProteine integrale

    Au unAu un centru activcentru activ (cu situsurile de legare ale(cu situsurile de legare ale

    speciilor transportate) cu acces alternativ catrespeciilor transportate) cu acces alternativ catrepartea extracelulara si intracelulara, prinpartea extracelulara si intracelulara, prin

    modificari conformationale ale proteineimodificari conformationale ale proteinei

    Modificarea conformationala necesita energieModificarea conformationala necesita energiefurnizata prin hidroliza ATP / GTP etcfurnizata prin hidroliza ATP / GTP etc

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    42/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transportul activ primarTransportul activ primar

    Pompa de NaPompa de Na++/K/K++ (Na(Na++/K/K++ ATP-aza)ATP-aza) TransportaTransporta 3 ioni de Na3 ioni de Na++ din interiorul celuleidin interiorul celulei

    spre exterior sispre exterior si 2 ioni de K2 ioni de K++ din exteriorul celuleidin exteriorul celulei

    spre interior, la un ciclu transport impotrivaspre interior, la un ciclu transport impotriva

    gradientilor de concentratiegradientilor de concentratie

    Energia necesara transportului este furnizataEnergia necesara transportului este furnizata

    prinprin hidroliza unei molecule de ATPhidroliza unei molecule de ATP

    Transport net de o sarcina pozitiva spreTransport net de o sarcina pozitiva spreexterior / ciclu exterior / ciclu activitate electrogenaactivitate electrogena

    4 subunitati (24 subunitati (2, 2);, 2); subunitatile au activitatesubunitatile au activitate

    ATP-azicaATP-azica

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    43/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Pompa de NaPompa de Na++/K/K++

    Functionarea pompeiFunctionarea pompei

    este descrisa deeste descrisa de

    schema Alberts - Postschema Alberts - Post

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    44/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Pompa de NaPompa de Na++/K/K++

    http://highered.mcgraw-hill.com/

    http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072437316/120068/bio03.swfhttp://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/na_k_atp-aza.swfhttp://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072437316/120068/bio03.swf
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    45/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transportul activ secundarTransportul activ secundar

    Simport:Simport:

    Transportul celor doua specii are loc in acelasiTransportul celor doua specii are loc in acelasi

    sens, relativ la membranasens, relativ la membrana Ex: simportul glucoza / Na+ din lumenul intestinal spre interiorulEx: simportul glucoza / Na+ din lumenul intestinal spre interiorul

    celulelor epiteliale (glucoza transportata activ, pe seamacelulelor epiteliale (glucoza transportata activ, pe seamatransportului pasiv de Na+)transportului pasiv de Na+)

    AntiportAntiport

    Transportul celor doua specii are loc in sens opusTransportul celor doua specii are loc in sens opus Ex: antiport 3 NaEx: antiport 3 Na++/1 Ca/1 Ca2+2+ in miocite (electrogen; Nain miocite (electrogen; Na++ transportattransportat

    pasiv, Capasiv, Ca2+2+ activ)activ)

    i dT t ti d

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    46/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Transport activ secundarTransport activ secundar

    Simport

    Antiport

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    47/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Sinteza modalitati de transportSinteza modalitati de transport

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    48/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori membranari siReceptori membranari si

    semnalizare celularasemnalizare celulara

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    49/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Semnalizare celularaSemnalizare celulara

    == Comunicarea intre celuleComunicarea intre celule, care sta la baza, care sta la baza

    oricarui sistem de control in organismoricarui sistem de control in organism

    SemnaleleSemnalele suntsunt receptate de celulereceptate de celule sisi

    determina cadetermina ca raspunsraspuns o serie de modificari aleo serie de modificari ale

    activitatii celulareactivitatii celulare

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    50/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    DefinitiiDefinitii

    Receptor celularReceptor celular = proteina situata in membrana /= proteina situata in membrana /citoplasma celulara; caracteristici:citoplasma celulara; caracteristici:

    Legarea unei molecule (= ligand) determina modificareaLegarea unei molecule (= ligand) determina modificarea

    conformationala a acestuiaconformationala a acestuia

    Modificarea conformationala a acestuia are ca urmare o cascada deModificarea conformationala a acestuia are ca urmare o cascada de

    alte modificari ale unor componente celulare, cu rezultat final unalte modificari ale unor componente celulare, cu rezultat final unraspuns celularraspuns celular

    LigandLigand = molecula care se leaga cu un grad mai mic= molecula care se leaga cu un grad mai mic

    sau mai mare de specificitate de un anumit receptor;sau mai mare de specificitate de un anumit receptor;

    liganzii pot fi:liganzii pot fi: AgonistiAgonisti determina activarea receptorului determina activarea receptorului

    AntagonistiAntagonisti determina inactivarea/blocarea receptorului determina inactivarea/blocarea receptorului

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    51/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    DefinitiiDefinitii

    Mesager primMesager prim = molecula-ligand care declanseaza= molecula-ligand care declanseazacascada de modificari celulare (de obicei, un agonist alcascada de modificari celulare (de obicei, un agonist al

    unui receptor membranar)unui receptor membranar)

    Mesager secundMesager secund = molecula generata in urma= molecula generata in urma

    activarii receptorului celular; ea difuzeaza, activand laactivarii receptorului celular; ea difuzeaza, activand la

    randul sau enzime celulare, continuand cascada derandul sau enzime celulare, continuand cascada de

    modificari induse de activarea receptorului initialmodificari induse de activarea receptorului initial

    R i l ifi

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    52/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori - clasificareReceptori - clasificare

    Tipuri de receptori:Tipuri de receptori: ReceptoriReceptori membranarimembranari

    IonotropiIonotropi sunt canale ionice activate chimic, de catresunt canale ionice activate chimic, de catre

    moleculele semnalmoleculele semnal MetabotropiMetabotropi activarea lor determina activarea unor lanturiactivarea lor determina activarea unor lanturi

    enzimatice, cu modificari metabolice celulareenzimatice, cu modificari metabolice celulare

    ReceptoriReceptori intracelulariintracelulari ReceptoriReceptori citoplasmaticicitoplasmatici de obicei, pentru mesageri de obicei, pentru mesageri

    secunzisecunzi

    ReceptoriReceptori nuclearinucleari pentru factori de transcriptie (semnale pentru factori de transcriptie (semnalecare controleaza transcrierea informatiei genetice si sintezacare controleaza transcrierea informatiei genetice si sinteza

    de proteine)de proteine)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    53/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori ionotropiReceptori ionotropi

    Exemple:Exemple:

    Receptori nicotinici ptr AChReceptori nicotinici ptr ACh

    Receptori pentru GABA (GABAReceptori pentru GABA (GABAA,CA,C

    ))

    Receptori pentru glicinaReceptori pentru glicina

    Receptori pentru serotoninaReceptori pentru serotonina Receptori pentru glutamat (AMPA, NMDA, rec. ptrReceptori pentru glutamat (AMPA, NMDA, rec. ptr

    kainat)kainat)

    Receptori pentru ATP (P2X)Receptori pentru ATP (P2X)

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    54/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori ionotropiReceptori ionotropi

    http://www.blackwellpublishing.com/matthews

    Gary G. Matthews

    http://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.htmlhttp://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/neurotrans.swfhttp://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/neurotrans.swfhttp://www.blackwellpublishing.com/matthews/neurotrans.html
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    55/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori metabotropiReceptori metabotropi

    TipuriTipuri de receptori metabotropi:de receptori metabotropi:

    Receptori cuplati cu proteine G (GPCR)Receptori cuplati cu proteine G (GPCR)

    Receptori cuplati cu enzime (de obicei, tirozin-Receptori cuplati cu enzime (de obicei, tirozin-

    kinaze) (RTK)kinaze) (RTK)

    R i b i l iR t i t b t i l ti

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    56/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori metabotropi cuplati cuReceptori metabotropi cuplati cu

    proteine Gproteine G

    Foarte multe tipuriFoarte multe tipuri

    Implicati in:Implicati in:

    Perceptia vizuala, olfactivaPerceptia vizuala, olfactiva

    Neurotransmisia vegetativa si in sistemul nervos central (roluriNeurotransmisia vegetativa si in sistemul nervos central (roluri

    modulatoare, frecvent)modulatoare, frecvent)

    Roluri modulatoare in lanturile de semnalizare ale sistemului imunRoluri modulatoare in lanturile de semnalizare ale sistemului imun Exemple:Exemple:

    Receptori muscarinici pentru acetilcolinaReceptori muscarinici pentru acetilcolina

    Receptori muscarinici pentru GABAReceptori muscarinici pentru GABA

    i l i i

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    57/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori cuplati cu proteine GReceptori cuplati cu proteine G

    http://highered.mcgraw-hill.com/

    http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120107/anim0022.swfhttp://storage/lucru_6/studenti/transport_prin_membrane_work/animatii/prot_G.swfhttp://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120107/anim0022.swf
  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    58/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Receptori cuplati cu tirozin-kinazeReceptori cuplati cu tirozin-kinaze

    Proteina receptor are activitate de tirozin-kinaza, inProteina receptor are activitate de tirozin-kinaza, in

    forma fosforilataforma fosforilata

    Categoria cuprinde receptori pentru:Categoria cuprinde receptori pentru:

    Factori de crestereFactori de crestere

    HormoniHormoni

    CitokineCitokine

    Exemplu:Exemplu: receptorul pentru insulinareceptorul pentru insulina

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    59/60

    UMF Carol DavilaCatedra de Biofizica Medicala

    Transportul prin membrane (AP)An universitar 2009-2010

    Sinteza - receptoriSinteza - receptori

  • 8/8/2019 Curs Transport Prin Membrane

    60/60

    Bibliografie suplimentaraBibliografie suplimentara

    http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/anihttp://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/ani

    http://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/ahttp://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/a

    http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/anihttp://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/ani

    http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/membrane_transport/index.htmlhttp://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/membrane_transport/index.htmlhttp://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/transport1.htmlhttp://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/transport1.htmlhttp://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transport.htmhttp://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transport.htmhttp://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transport.htmhttp://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/transport1.htmlhttp://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/membrane_transport/index.html