Membrana 09 B

Ramón Reynoso Orozco

DefiniciónDefiniciónLas Las membranas celularesmembranas celulares son estructuras laminares son estructuras laminares

altamente flexibles, cuya función primordial es altamente flexibles, cuya función primordial es separar dos mediosseparar dos medios de distinta composición y de distinta composición y función (compartamentalización), permitiendo el función (compartamentalización), permitiendo el intercambio selectivointercambio selectivo de sustancias entre esos dos de sustancias entre esos dos medios.medios.

ComposiciónComposición

EstructuraEstructura

FuncionesFunciones

************************************************ Especializaciones de la membranaEspecializaciones de la membrana Matriz Extracelular y Pared CelularMatriz Extracelular y Pared Celular Transporte a través de la membranaTransporte a través de la membrana

MembranasMembranasCelularesCelulares

Las moléculas de ácidos grasos al entrar en Las moléculas de ácidos grasos al entrar en contacto con el agua, forman una monocapa, contacto con el agua, forman una monocapa, orientándose verticalmente con las cadenas orientándose verticalmente con las cadenas hidrocarbonadas fuera del agua y los grupos hidrocarbonadas fuera del agua y los grupos carboxilos en contacto con la superficie carboxilos en contacto con la superficie acuosa. acuosa. Irving Langmuir(1917)Irving Langmuir(1917)

Charles Ernest Overton(1895)1)Existen similitudes entre las membranas y los lípidos como el aceite de oliva.2)Ciertas moléculas (liposolubles) atraviesan la membrana porque disuelven el interior lipídico de la membrana.

Las membranas celulares están compuestas por lípidos

Las membranas celulares están Las membranas celulares están constituidas de una doble capa de constituidas de una doble capa de lípidos, es decir, están distribuidos lípidos, es decir, están distribuidos en una bicapa. en una bicapa. Evert Gorter y F. Grendel Evert Gorter y F. Grendel (1925)(1925)

Modelo de Sandwich Modelo de Sandwich (Davson y Danielli, 1935)(Davson y Danielli, 1935)

ProteínasProteínas

ProteínasProteínas

BícapaBícapaLipídicaLipídica

Modelo de J. David Robertson Modelo de J. David Robertson (1960).(1960).

2 nm

2 nm

3.5 nm

PRINCIPIO DE UNIDAD DE PRINCIPIO DE UNIDAD DE MEMBRANAMEMBRANA:: LAS MEMBRANAS LAS MEMBRANAS

CELULARES DE CELULARES DE TODOS LOS TODOS LOS

SERES VIVOS SERES VIVOS SON SON SIMILARESSIMILARES

Jonh D.Robertson, 1957.Jonh D.Robertson, 1957.

Singer y Nicholson(1972, La Jolla)

Proponen el modelo del mosaico fluido, un mosaico de moléculas de proteína se distribuyen en y sobre la bicapa fluida de fosfolípidos.

L Í P I D O SL Í P I D O SÁcidos Grasos: Ácidos Grasos: saturados e insaturadossaturados e insaturados

ESTADO SÓLIDO A TEMPERATURA AMBIENTE

ESTADO LÍQUIDO ESTADO LÍQUIDO A TEMPERATURA AMBIENTE

Propiedades químicas de los ácidos grasosPropiedades químicas de los ácidos grasos

Solubles en solventes orgánicos.Solubles en solventes orgánicos.Forman monocapas sobre superficies acuosas.Forman monocapas sobre superficies acuosas.

AnfipáticosAnfipáticos: una zona polar: una zona polar hidrofílicahidrofílicay una zona no polary una zona no polar hidrofóbica.hidrofóbica.

Agua

Aire

Lípidos: Conformaciones en medio acuoso

Monocapa Micela

Liposoma Bicapa lipídica

Composición: LípidosComposición: Lípidos

Lípidos

Glicerol + ácido graso

OH + Fosfato + Glicerol + ácido graso

Azúcar simple + Esfingosina + ácido graso

Azúcar modificado + Esfingosina + ácido graso

Esfingomielinas

Fosfoacilgliceroles

Ceras

Glicolípidos

Complejos

Fosfolípidos

Acilgliceroles

Simples

Gangliósidos

Cerebrósidos

OH + ácido graso

Fosfato + Esfingosina + ácido graso

IsoprenoidesEsteroides: Colesterol

Carotenoides

Vitaminas liposolubles

Esfingomielinas Fosfoacilgliceroles

GlicolípidosComplejos

FosfolípidosOH + Fosfato + Glicerol + ácido graso

Fosfato + Esfingosina + ácido graso

Fosfolípidos: Representación esquemática

Molécula anfipática

Hidrofílica

Hidrofóbica

Fosfatidilcolina, con un doblez en el enlace doble cisFosfatidilcolina, con un doblez en el enlace doble cis

Fosfolípidos:

2.- Tienden a formar bicapas o micelas (anfipatía)en medios acuosos, sus grupos polares y no polaresforman interacciones electrostáticas favorables o puentes de Hidrógeno con las moléculas de agua.

Fosfolípidos: Fosfoacilglicéridos

Fosfolípidos: Fosfolípidos: EsfingolípidosEsfingolípidos

EsfingomielinaEsfingomielinaLos más comunes:Los más comunes:

1.- Fosfatidiletanolamina, 2.- Fosfatidilserina 1.- Fosfatidiletanolamina, 2.- Fosfatidilserina

3.- Fosfatidilcolina, 4.- Esfingomielina3.- Fosfatidilcolina, 4.- Esfingomielina

Lípidos: ColesterolLípidos: Colesterol

colesterol Orientación en la membrana

Región no-polar

Región polar

Región esteroide

rígida

colesterol

Cadenas hidrocarbonadas no-saturadas

(dobles enlaces)

Cadenas hidrocarbonadas saturadas

Movimientos de losMovimientos de los fosfolípidosfosfolípidos en la bicapa:en la bicapa:1.- Difusión lateral1.- Difusión lateral2.- Flexión2.- Flexión3.- Rotación3.- Rotación4.- Difusión transversa (flip-flop) el menos común4.- Difusión transversa (flip-flop) el menos común

Fluidez de la MembranaFluidez de la Membrana• A mayor temperatura, mayor fluidez.A mayor temperatura, mayor fluidez.• A menor concentración de colesterol, A menor concentración de colesterol,

mayor fluidez.mayor fluidez.

Contenido de ColesterolContenido de Colesterol

Composición: Composición: ProteínasProteínas

1.- Integrales

2.- Semintegrales

3.- Periféricas

1

1

2

3

Proteína IntegralProteína Integral

Proteína desplegada

Proteína parcialmente plegada Proteína nativa

Composición: Composición: CarbohidratosCarbohidratosGlucolípidos

CITOSOL

Glucoproteínas

CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

Propiedades de la membranaPropiedades de la membrana

Fluidez

Asimetría Elasticidad

Aislante eléctrico

Resistencia a tensión

AsimetríaAsimetría

Funciones de la MembranaFunciones de la Membrana

• Protección, aislamiento del medio externo•Compartamentalización interna• Permeabilidad Selectiva• Transporte de sustancias• Recepción y transducción de señales externas• Interacción intercelular• Sitio de actividades bioquímicas• Participación en el movimiento celular

Microdominios: se presentan en todas las células, son complejos macromoleculares

que se asocian en una conformación particular y con funciones específicas.

Incluyen: Rafts (balsas), Caveolas, Uniones intercelulares y otros.

Micro dominios o engrosamientos de la membrana “Lipid Raft”Micro dominios o engrosamientos de la membrana “Lipid Raft”

Regiones enriquecidas con:Regiones enriquecidas con:a.- Esfingolípidosa.- Esfingolípidosb.- Colesterolb.- Colesterolc.- Algunas proteínasc.- Algunas proteínas

Funciones posibles:Funciones posibles:1.- Separadores de la fase de transición de los lípidos fluidos1.- Separadores de la fase de transición de los lípidos fluidos2.- Concentradores de proteínas para su transporte posterior 2.- Concentradores de proteínas para su transporte posterior en vesículasen vesículas