 Canali
Meccanosensibili
Noi siamo molto resistenti ai cambiamenti dell'ambiente
che ci circonda. Il nostro corpo ha dimensioni così grandi che possiamo
resistere a condizioni climatiche estreme di caldo e freddo, inoltre la
nostra pelle ci protegge quando facciamo un bagno in acqua dolce o salata.
Se poi le condizioni ambientali diventano troppo sfavorevoli, possiamo allontanarci
e cercare un posto meno caldo, meno freddo o più asciutto. I batteri
non possono fare altrettanto. Sono molto piccoli e vivono immersi in acqua,
quindi i cambiamenti ambientali per loro costituiscono un grave problema.
Per esempio, se piove, si possono trovare all'improvviso immersi in acqua
piovana, molto povera di sali, in queste condizioni l'acqua può entrare
per osmosi nelle loro cellule e ne fa aumentare la pressione interna fino
a farli esplodere. Può anche accadere che i batteri si trovino improvvisamente
immersi in acqua salata, questa fa uscire acqua dalle loro cellule per osmosi
e li disidrata. I batteri hanno sviluppato delle strategie per resistere
a questi stress ambientali e così riescono a mantenere al loro interno
una giusta pressione osmotica.
Sotto Pressione
I batteri controllano la loro pressione interna cambiando
la concentrazione delle molecole al loro interno. Se si trovano in acqua
salata, resistono alla disidratazione trasportando ioni al loro interno
e sintetizzando altre piccole molecole. D'altra parte, se vengono a trovarsi
in acqua povera di sali, riducono la loro concentrazione interna di sali
e piccole molecole. In questo caso, usano dei canali meccanosensibili
che si aprono e permettono alle loro piccole molecole di uscire. Le cellule
batteriche poste in acqua distillata, perdono più del 95% delle
loro piccole molecole come amminoacidi, zuccheri e ioni potassio. Conservano
però al sicuro, al loro interno, proteine e ribosomi e quindi possono
recuperare velocemente la piena efficienza iniziando la sintesi proteica
pochi minuti dopo che le condizioni ambientali sono tornate normali.
Valvole di Pressione
I canali meccanosensibili, rispondono alla pressione
interna della cellula aprendosi quando questa raggiunge livelli pericolosi.
Avvertono la pressione sentendo i cambiamenti delle proprietà della
membrana. Quando la membrana è stirata dalla forte pressione interna,
provoca un cambiamento conformazionale che apre il canale. La cellula
possiede molti canali che si aprono a differenti livelli di pressione.
Il canale MscS, mostrato qui dal file PDB 2oau,
si apre a livelli di pressione moderati, mentre quello mostrato nella
prossima pagina si apre a pressioni più elevate.
Canale Piccolo
Il canale meccanosensibile a piccola conducibilità
MscS è composto di sette catene identiche legate tra loro
per formare le pareti di un tubo. Il canale attraversa la membrana cellulare
e forma un poro sensibile alla pressione, con un diametro di circa 13
Angstrom. Questo è così piccolo che consente il passaggio
solo di piccole molecole e di ioni. La porzione che sporge nel citoplasma
(quella in basso) forma una cupola di forma sferica con un foro al centro
della volta creando così una specie di anticamera che limita le
dimensioni delle molecole che possono raggiungere il poro quando si apre.
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