Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Recettore dell'Acetilcolina

Indice 2005

Recettore dell'Acetilcolina
Le cellule nervose devono essere in grado di mandarsi messaggi in modo rapido e chiaro. Uno dei modi in cui le cellule nervose comunicano con le loro vicine consiste nel mandar loro un getto di piccole molecole di neurotransmettitore. Queste molecole si diffondono verso la cellula vicina e si legano a speciali proteine, i recettori, sulla superfice cellulare. Questi recettori si aprono e permettono agli ioni sodio di entrare. Il processo è veloce perché i piccoli neurotransmettitori, come acetilcolina e serotonina, si diffondono rapidamente attraverso lo stretto spazio della sinapsi tra le cellule. I canali trans-membrana si aprono in pochi millisecondi, permettendo agli ioni sodio di diffondersi nella cellula. Poi si richiudono con la stessa velocità, interrompendo rapidamente il segnale perchè i neurotransmettitori si staccano e si allontanano dalla sinapsi.

La Cascata della Contrazione
I recettori dell'acetilcolina si trovano sulla superficie delle cellule muscolari, concentrati nelle sinapsi tra cellule nervose e cellule muscolari. Una forma simile si trova anche nel sistema nervoso centrale dove trasmette i messaggi da un nervo all'altro (per ulteriori informazioni sui recettori dell'acetilcolina dal punto di vista della genomica, visitate la Proteina del Mese all'Istituto Europeo di Bioinformatica). Questi recettori dell'acetilcolina sono composti di cinque catene proteiche, legate tra loro in modo da formare un lungo tubo che attraversa la membrana cellulare. Due di queste catene, colorate qui di arancione, hanno dei siti di legame per l'acetilcolina su un lato, colorati qui in rosso. Quando l'acetilcolina si lega a queste due catene, la forma dell'intero recettore cambia leggermente, aprendo il canale. Questo permette agli ioni positivi, come sodio, potassio e calcio, di attraversare la membrana. I muscoli pompano continuamente sodio fuori dalle loro cellule, così quando sono rilassati, c'è più sodio fuori che dentro. Quando ricevono il segnale dal nervo, i canali si aprono e permettono agli ioni sodio di tornare velocemente all'interno, avviando il processo che porta alla contrazione muscolare.

Elettricità Biologica
Il recettore dell'acetilcolina mostrato qui (dall'archivio PDB 2bg9) proviene dalla torpedine elettrica. È un buon modello da studiare perché è simile al recettore che si trova nelle nostre sinapsi nervo-muscolo, e si trova in alte concentrazioni negli organi elettrici delle torpedini. Le torpedini e le anguille elettriche producono delle scariche di elettricità con uno speciale organo elettrico che è composto da molte cellule muscolari modificate, appiattite e ammassate una sull'altra. La piccola differenza di potenziale che si forma attraverso ogni membrana cellulare, controllata dal denso impaccamento di molti recettori dell'acetilcolina, si somma come in una grande pila, producendo uno shock elettrico che può stordire la preda.

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