La biologia è la branca che studia tutto ciò che riguarda la vita. La biologia cellulare (o citologia) è la branca della biologia che studia la cellula dal punto di vista morfologico (studio strutturale, ad esempio, nucleo e vari organuli), e funzionale (studio dei processi fondamentali come il ciclo cellulare o la riproduzione). Lo studio parte dalla più piccola unità che costituisce la materia vivente: la cellula. Articolo creato il 17 febbraio 2010. Ultimo aggiornamento: vedi sotto il titolo.

Le cellule eucariotiche, che rappresentano le cellule del nostro organismo, sono caratterizzate da un complesso sistema di membrane che, oltre a separare l’ambiente cellulare dal mezzo esterno, concorre a definire morfologicamente la regione nucleare e suddivide il citoplasma in compartimenti distinti detti organelli. Come per le cellule procariotiche, anche nelle cellule eucariotiche la membrana plasmatica (o plasmalemma) è implicata nell’importante funzione di trasporto, svolta da proteine che formano canali nella membrana stessa.

Le proteine G sono così denominate perché legano il guanosin-trifosfato (GTP) o il guanosin-difosfato (GDP) e sono dotate di attività GTPasica, importante per idrolizzare il GTP. Esistono due tipi di proteine G: Proteine G trimeriche, costituite dalle subunità polipeptidiche alfa, beta, gamma (esistono 20 tipi di subunità alfa, 5 tipi beta e 10 gamma). Tutte e tre le subunità sono associate alla superficie interna della membrana plasmatica, come proteine periferiche. Piccole proteine G monomeriche (Ras, Rho; Rab, Arf). Le proteine G trimeriche si trovano sulla superficie interna della membrana cellulare, accoppiate ad un recettore di membrana (o di superficie). Esse vanno continuamente incontro ad un ciclo di attivazione e deattivazione…

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…

Il trasporto passivo è una forma di diffusione, ovvero il movimento netto di ioni e molecole da una regione all’altra determinato solo dalle differenze di concentrazione (o di potenziale) delle sostanze tra l’interno e l’esterno della cellula. Se le molecole sono più concentrate all’esterno, il movimento sarà dall’esterno all’interno e viceversa se le molecole sono più concentrate all’interno. La differenza tra le concentrazioni interna ed esterna, che fornisce la fonte di energia per guidare il movimento delle molecole, viene definita gradiente di concentrazione. Per questo motivo, il trasporto passivo non richiede consumo di energia da parte della cellula. Poiché gli ioni sono carichi, la loro diffusione passiva è influenzata anche…

Le pompe di tipo F (“F” sta per fattore mitocondriale) sono presenti sulle membrane plasmatica e mitocondriale. Sfruttano il gradiente di H+ per sintetizzare ATP; si parla perciò di ATPasi invertite. Come le ATPasi di tipo V, la loro caratteristica strutturale è di avere la regione legante l’ATP a livello della subunità beta. Articolo creato il 24 febbraio 2010. Ultimo aggiornamento: vedi sotto il titolo.

Gli ioni e le molecole intracellulari vengono mantenuti entro i valori corretti di concentrazione dall’attività delle membrane che provvedono a regolare il passaggio di tutte le sostanze in transito fuori e dentro le cellule e all’interno dei diversi compartimenti delimitati da membrana. Gli ioni diffondo un continuo avanti e indietro; i metaboliti entrano nella cellula, mentre i materiali di scarto e di secrezione si muovono in direzione opposta. L’insieme dei processi attraverso cui le membrane regolano il passaggio delle varie sostanze attraverso esse prende il nome di trasporto di membrana.

Il reticolo endoplasmatico (RE), oltre che nella sintesi dei lipidi di membrana, è coinvolto anche nella sintesi delle proteine integrali di membrana. Come per i lipidi, le proteine vengono caricate per la prima volta nelle membrane a livello del RE e in seguito fluiscono lungo il complesso di Golgi in direzione della membrana plasmatica. C’è anche un flusso di proteine che va dalle membrane del RE ruvido verso la membrana nucleare.

I trasportatori di membrana sono delle proteine che attraversano a tutto spessore la membrana fosfolipidica e spostano gli ioni contro gradiente. Possono utilizzare l’energia derivata dall’idrolisi di ATP (trasporto primario), o possono utilizzare l’energia generata dal trasporto di un altro ione secondo gradiente; si parla, perciò, di trasporto attivo secondario. Il trasporto può coinvolgere un solo ione; in tal caso si parla di uniporto. Può coinvolgere due ioni (cotrasporto) che possono spostarsi nella stessa direzione (simporto) o in direzioni opposte (antiporto).

La calmodulina è una piccola proteina regolatrice attivata dal calcio presente in tutte le cellule eucariotiche.