Lipid Rafts As a Membrane-Organizing Principle

Balsas Lipídicas

Muñoz Mata Brenda Guadalupe

19/03/2013

Universidad Autónoma de San Luis Potosi

Brenda Guadalupe Muñoz Mata

19/03/2013

Lipid Rafts As a Membrane-Organizing PrincipleBalsas Lipídicas

Las membranas están constituidas por una gran cantidad de lípidos y proteínas, necesarias para realizar las actividades que la célula requiere. Actualmente el avance de la tecnología ha producido datos que muestran que la auto organización de lípidos y proteínas puede producir subcompartimientos para organizar la bioactividad de las membranas celulares.

En este ensayo se mostrara cómo el principio organizador participa en la bioactividad de la membrana “this principle combines the potential for sphingolipid-cholesterol self-assembly with protein specificity to selectively focus membrane bioactivity” (Lingwood & Simons, 2013). Es decir que las balsas de lípidos son asociaciones estables de esfingolípidos y colesterol.

Orígenes del concepto de balsa lipídica

Las balsas lipídicas fueron propuestas originalmente como una explicación “Self-associative properties unique to sphingolipid and cholesterol in vitro could facilitate selective lateral segregation in the membrane plane and serve as a basis for lipid sorting in vivo” (Lingwood & Simons, 2013).Esto quiere decir que la organización de las balsas lipídicas está definida y es especifica de acuerdo a su función.

Interacciones de lípidos en membranas modelos

En el sistema modelo de membrana es importante la separación de fase por bicapas de líquidos. Una gruesa fase liquido-ordenada (Lo), coexiste con una delgada Liquido-desordenada fase (Ld). La importancia central de este modelo es la demostración de la selectividad de asociación entre ciertos lípidos y proporciona un marco para la comprensión de cómo la heterogeneidad en las membranas puede surgir.

Nano-asambleas en células vivas

Las balsas lipídicas son vistas como nano-asambleas dinámicas enriquecidas en esfingolípidos, colesterol y proteínas ancladas. Para llegar a este punto de vista se tuvo que lidiar con el efecto observador, similar al principio de incertidumbre de Heisenberg. El efecto observador dice: “We can change and/or induce

heterogeneity in membranes simply by trying to observe it”. (Lingwood & Simons, 2013 ).Es decir que no existe un fenómeno hasta que es observado.

Para esto se han empleado diferentes técnicas que dan un rango de valores para diferentes componentes moleculares en diversos tipos de células. Estos métodos apuntan a la heterogeneidad en las membranas plasmáticas de las células vivas.

Evolución del concepto de balsa.

Se muestra el desarrollo desde que se revela la selectividad de esfingolípidos, después se descubren las fases Lo y Ld.

También se demuestra la dependencia de esterol a esfingolípidos y la asociación de proteínas en la membrana celular.

Microscopia y espectroscopia revelan el nano ensamble de esterol, esfingolípidos y proteínas en células vivas.

Funcionamiento de la escala de Nanoheterogeneidad“A contention of the lipid raft hypothesis is that dynamic nanoscale heterogeneity can be stabilized to coalesce into larger raft domains by specific lipid-lipid, protein-lipid, and protein-protein interactions” (Lingwood & Simons, 2013). En este sentido la membrana celular pose una base subyacente de esfingolípidos/colesterol que puede activar la bioactividad membranal con muy poca energía.

Separación de fase en células membranalesLa capacidad física lipido-base,liquido-liquido de la separación de fase puede ser manifestada por la membrana plasmática, a pesar de su complejidad composicional. Balsas como entidades de especificaciones físicas y químicas.

Las proteínas pueden organizar la distribución de los lípidos, propiedad que se combina con el esfingolipido-colesterol para producir una heterogeneidad en la membrana.

Jerarquía de balsa basado en heterogeneidad en las membranas celulares.

(A) La fluctuación asambleas nanoescala de esteroles y esfingolípidos relacionados con los sesgos en la composición lateral. Proteínas grises no tienen la especificidad química o física de asociarse con esta conectividad membrana yse consideran no balsa.

(B) La heterogeneidad nanoescala se funcionaliza a mayores niveles de lípidos y / o proteínas mediada por eventos de activación (por ejemplo, ligando de unión multivalente formación, sinapsis, oligomerización de proteínas) que desencadenan la fusión de la membrana (lípido) con la proteína especifica

(C) La membrana base para la heterogeneidad es revelada por la activación de la fase de la balsa. Los constituyentes de la membrana están lateralmente ordenados según las preferencias de orden de la membrana y de las interacciones químicas.

Defined as “wetting” the membrane protein surface is proposed to stabilize a sterically favored lipid environment. (Lingwood & Simons, 2013).Además, el conjunto de las proteínas en balsas puede ir acompañada de cambios conformacionales que pueden modificar la actividad proteica.

Balsas dentro de la célulaLa propensión a formar heterogeneidad por balsas esta positivamente relacionado con el contenido de esteroles, que es maximizada en la membrana plasmática, donde la corteza de actina también juega un papel central en la influencia o la organización de los esfingolípidos y colesterol de encaje. Sin embargo, para membranas intracelulares, la situación es menos clara.

Evolución composicional de la Membrana Celular

El lipodome celular está teóricamente formado por 9600 especies de glicerofosfolípidos; más 100.000 especies de esfingolípidos, miles de mono, di, o triglicéridos variantes, y numerosas estructuras de ácidos grasos y esterol.

Para esto la célula parece haber diseñado una composición de la membrana que manipula el comportamiento físicamente selectivo de lípidos de manera específica, permitiendo organizar su estructura.

Conclusiones

Las células membranales tienen una complicada composición, por eso no es sorprendente que hayan ideado una forma de organización estructural, que les permita coordinar la bioactividad de la membrana.Las balsas lipidicas son muy diversas y dinámicas en cuanto a tamaño y composición, y tienen asociadas proteínas de membrana que les confieren distintas propiedades y funciones. Por lo tanto, teniendo en cuenta estas balsas, debemos ver la

La lubricación de una proteína balsa TM por lípidos. Las proteínas de membrana se unen y / o enriquecen determinados lípidos a través de productos químicos y especificaciones físicas. En este esquema, una proteína balsa TM (azul claro) interacciona específicamente con esterol y GSL, una interacción que lubrica su inclusión al ensamblaje de funcionalización (fusionado) balsa membrana.

membrana plasmática como un componente celular heterogéneo en el cual se disponen numerosas balsas de lípidos que cambian en sus propiedades y definen funciones distintas en las regiones de la membrana celular.

Bibliografía:

Lingwood & Simons, (2010). Lipid Rafts As a Membrane-Organizing Principle,

Science. Extraido el 7 de marzo del 2013 desde www.sciencemag.org