Fase di gel (o cristallina) delle membrane
Le membrane, grazie alla loro struttura in doppio strato fosfolipidico, hanno due caratteristiche fondamentali.
- I doppi strati vanno incontro a transizione di fase, un fenomeno per cui possono “fondere” o “congelare” al di sopra o
al di sotto di determinate temperature. - A temperature superiori alla fase di transizione, i fosfolipidi si trovano in uno stato altamente fluido. La completa funzionalità delle membrane è mantenuta solo al di sopra della transizione di fase.
La transizione di fase di un doppio strato fosfolipidico deriva da un’alterazione nell’impacchettamento e nella mobilità dei fosfolipidi indotta da variazioni di temperatura. A basse temperature, le catene aciliche dei fosfolipidi del doppio strato sono strettamente impacchettate e quindi limitate nei loro movimenti. Questo stato altamente compatto viene chiamato fase di gel (o fase cristallina) del doppio strato. All’aumentare della temperatura, si raggiunge un punto in cui sia lo spazio che separa molecole di fosfolipidi adiacenti, sia i movimenti delle loro catene aciliche aumentano bruscamente. A questa temperatura, il doppio strato fosfolipidico va incontro ad una transizione di fase in cui fonde e diventa fluido. L’aumento della fluidità include la possibilità di rotazione di tutta la molecola del fosfolipide attorno al proprio asse maggiore, la flessione delle catene cicliche e la diffusione delle molecole da una posizione all’altra del doppio strato.
La temperatura alla quale ha luogo la transizione di fase in un doppio strato lipidico dipende principalmente dalla lunghezza e dal grado di saturazione delle catene aciliche. In generale, quanto più sono lunghe le catene aciliche, tanto maggiore sarà la temperatura di fusione del doppio strato. Le brusche curvature introdotte nelle catene alifatiche dai doppi legami in configurazione cis, che interferiscono con lo stretto impacchettamento delle catene, riducono la temperatura alla quale si verifica la transizione di fase e fa sì che il doppio strato rimanga fluido a temperature più basse.
Il tempo necessario perché la metà delle molecole passi da un emistrato ad un altro, movimento detto flip-flop, è dell’ordine di secondi, grazie all’attività di proteine specializzate per la funzione.
Articolo creato il 22 febbraio 2010.
Ultimo aggiornamento: vedi sotto il titolo.
