ESTRUCTURA DE MEMBRANAS BIOLOGICASESTRUCTURA DE MEMBRANAS BIOLOGICAS

Sergio Leiva, Sergio Leiva, PhDPhDInstituto de MicrobiologInstituto de MicrobiologííaaFacultad de CienciasFacultad de CienciasUniversidad Austral de ChileUniversidad Austral de Chile

ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICASESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

Micrografía electrónica de una sección de membrana plasmática de eritrocito. La sección fue teñida con tetróxido de osmio, sustancia que se une de preferencia a grupos polares. En la micrografía se puede apreciar las dos capas polares (indicadas por líneas)

ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICASESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

Separar el ambiente acuoso interior de la célula del medio externo. Protege a la célula de sustancias peligrosas provenientes del medio.

Separar eventos intracelulares entre sí.

Funciona como una barrera altamente selectiva al transporte de solutos.

Evita la pérdida de valiosos productos tales como ácidos nucleicos, proteínas y carbohidratos.

Puede recibir y transmitir señales. Poseen proteínas denominadas receptores, las cuales unen moléculas señalizadoras circulantes.

Al facilitar la comunicación celular, la membrana plasmática es la base para toda organización multicelular

FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICASFUNCIONES DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

Micrografía electrónica de la pared celular de la bacteria Arthrobactercrystallopoietes. A la derecha se ve un diagrama esquemático de la

construcción de la pared de esta bacteria

LOS ORGANISMOS POSEEN ESTRUCTURAS ADICIONALES PARA LOS ORGANISMOS POSEEN ESTRUCTURAS ADICIONALES PARA DAR MAS RIGIDEZ A LA SUPERFICIE CELULARDAR MAS RIGIDEZ A LA SUPERFICIE CELULAR

Pilas de membranas fotosintéticas citoplasmáticas derivadas de la membrana citoplasmática de la bacteria fototrófica Ectothiorhodospira halochloris. Cada bicapa tiene 8 nm de grosor.

Esquema de una de las unidades de membrana mostradas en la microfotografía.

ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICASESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

MODELO DE ESPACIO LLENO DE UNA TIPICA BICAPA DE MODELO DE ESPACIO LLENO DE UNA TIPICA BICAPA DE FOSFOLIPIDOSFOSFOLIPIDOS

FOSFOGLICERIDOS

ESTEROIDES

ESFINGOLIPIDOS

LAS TRES CLASES DE LIPIDOS DE MEMBRANASLAS TRES CLASES DE LIPIDOS DE MEMBRANAS

EL COLESTEROL ES EL PRINCIPAL ESTEROL EN TEJIDOS ANIMALESEL COLESTEROL ES EL PRINCIPAL ESTEROL EN TEJIDOS ANIMALES

Estructura de Diplopteno, un hopanoide C30 ampliamente distribuido en bacterias.! Se ha estimado que la masa total de hopanoides en los sedimentos de nuestro planeta es de

1011-1012 Ton !

HOPANOIDES, SON MOLECULAS SIMILARES A LOS ESTEROLES, HOPANOIDES, SON MOLECULAS SIMILARES A LOS ESTEROLES, ENCONTRADAS EN LA MEMBRANA DE BACTERIASENCONTRADAS EN LA MEMBRANA DE BACTERIAS

calor

ESTADOS DE GEL Y FLUIDO DE LAS BICAPAS DE FOSFOLIPIDOSESTADOS DE GEL Y FLUIDO DE LAS BICAPAS DE FOSFOLIPIDOS

Membrana Proteína Lípido Vaina de mielina (células de Schwann) 21 79 Membrana plasmática de eritrocito 49 43 Membrana externa mitocondrial 52 48 Membrana interna mitocondrial 76 24 Retículo sarcoplásmico (células musculares) 67 33 Lamelas de cloroplastos 70 30

Las cifras representan porcentaje por peso. Las cifras no siempre alcanzan un 100 % debido a que el contenido de carbohidratos puede variar.

CONTENIDO DE PROTEINAS Y LIPIDOS DE DIFERENTES MEMBRANASCONTENIDO DE PROTEINAS Y LIPIDOS DE DIFERENTES MEMBRANAS

PROTEINAS INTERACTUAN CON LAS MEMBRANAS EN TRES PROTEINAS INTERACTUAN CON LAS MEMBRANAS EN TRES DIFERENTES FORMASDIFERENTES FORMAS

PROTEINAS INTERACTUAN CON LAS MEMBRANAS EN TRES PROTEINAS INTERACTUAN CON LAS MEMBRANAS EN TRES DIFERENTES FORMASDIFERENTES FORMAS

Secuencia y distribuciSecuencia y distribucióón de n de aminoaminoáácidos de cidos de glicoforinaglicoforina, una , una proteproteíína de transmembrana en na de transmembrana en

eritrocitoseritrocitos

PROTEINAS INTEGRALESPROTEINAS INTEGRALES

A) A) HalobacteriumHalobacterium salinariumsalinarium. . B)LaB)La bacteriorodopsinabacteriorodopsina pertenece a un grupo de pertenece a un grupo de proteproteíínas integrales que poseen siete hnas integrales que poseen siete héélices lices αα de transmembranade transmembrana

PROTEINAS INTEGRALES: BACTERIORODOPSINAPROTEINAS INTEGRALES: BACTERIORODOPSINA

A B

PROTEINAS INTEGRALES: PORINASPROTEINAS INTEGRALES: PORINAS

A B

Estructura de la Estructura de la porinaporina OmpFOmpF de de EscherichiaEscherichia colicoli. . A) Esta A) Esta porinaporina esta formada por 16 lesta formada por 16 lááminas minas ββformando una estructura como barril. B) Distribuciformando una estructura como barril. B) Distribucióón de los residuos hidrofn de los residuos hidrofóóbicos alrededor del bicos alrededor del

barril formado por OmpF (Gly, Ala, Val, Ile, Leu, Phe, Met, Trp barril formado por OmpF (Gly, Ala, Val, Ile, Leu, Phe, Met, Trp y Pro)y Pro)

PROTEINAS INTEGRALES: LAS PORINAS ESTAN BASADAS EN PROTEINAS INTEGRALES: LAS PORINAS ESTAN BASADAS EN BARRILES BARRILES ββ DE TRANSMEMBRANADE TRANSMEMBRANA

Vista lateral Vista desde arriba

Fosfolipasas son un típico caso de proteínas periféricas. El esquema muestra los enlaces a los cuales atacan estas importantes enzimas

PROTEINAS PERIFERICAS SE UNEN NO COVALENTEMENTE A PROTEINAS PERIFERICAS SE UNEN NO COVALENTEMENTE A BIOMEMBRANASBIOMEMBRANAS

PROTEINAS DE MEMBRANA UNIDAS A LIPIDOSPROTEINAS DE MEMBRANA UNIDAS A LIPIDOS

AMBIENTES EXTREMOS COLONIZADOS POR AMBIENTES EXTREMOS COLONIZADOS POR MICROORGANISMOSMICROORGANISMOS

Enlaces químicos en lipidos. A) enlace éster en lípidos de Bacteria y Eukarya. B) The enlace éter en los lípidos de Archaea. C) Isopreno, la estructura parental de las cadenas laterales

hydrofóbicas ( R ) de los lípidos de Archaeas.

MEMBRANA DE ARCHAEAS POSEEN LIPIDOS CON ENLACES ETER MEMBRANA DE ARCHAEAS POSEEN LIPIDOS CON ENLACES ETER ENTRE EL GLICEROL Y SUS CADENAS HIDROCARBONADASENTRE EL GLICEROL Y SUS CADENAS HIDROCARBONADAS

FITANIL ES UN GLICEROL DIETER (CFITANIL ES UN GLICEROL DIETER (C2020) PRESENTE EN LA MEMBRANA ) PRESENTE EN LA MEMBRANA DE ARCHAEASDE ARCHAEAS

Bifitanil es un glicerol tetraéter (C40)

LAS MEMBRANAS DE ARCHAEAS PUEDEN FORMAR MONOCAPASLAS MEMBRANAS DE ARCHAEAS PUEDEN FORMAR MONOCAPAS

GRACIAS