Clase 6: Estructura de las biomembranas

Transcripción

1 Clase 6: Estructura de las biomembranas Lípidos : 1. Los lípidos de las membranas forman bicapas en agua. 2. Hay cuatro tipos de fosfolípidos en la membrana celular. 3. La bicapa lipídica es un fluido bidimensional. 4. Los glicolípidos. 5. El colesterol 6. Las bicapas lipídicas son impermeables a los solutos y a los iones. Proteínas. 1. Las proteínas pueden estar asociadas a la bicapa lipídica de varias maneras 2. La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dos configuraciones básicas 3, La membrana plasmática está reforzada por el córtex celular. 4. La superficie celular está recubierta de carbohidratos. 5. Las células pueden restringir el desplazamiento de las proteínas de membrana.

2 Una célula viva es un sistema de moléculas que se autorreproduce dentro de un recipiente. La pared de ese recipiente es la La pared de ese recipiente es la membrana plasmática: una película delgada y transparente que sólo puede ser visualizada al microscopio electrónico.

3 1. Protegen la célula o el orgánulo 2. Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo 3. Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal 4. Permiten el reconocimiento celular 5. Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma 6. Permiten la compartimentación de dominios subcelulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable 7. Regulan la fusión con otras membranas 8. Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones 9. Permite la motilidad de algunas células u orgánulos

4 La membrana que rodea a la célula y algunos orgánulos es una estructura muy singular ya que no sólo presenta la propiedad de ser selectivamente permeable permitiendo que algunas sustancias pasen a través de ella sino que su permeabilidad puede ser afectada por varios factores. (Ganon, 1976).

5 COMPOSICION DE LA MEMBRANA PLASMATICA Todas las membranas celulares están formadas por LÍPIDOS (bicapa) y PROTEÍNAS y tienen una estructura básica común.

6 La membrana plasmática de una típica célula animal está compuesta por un 50% de lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como las proteínas son mucho más voluminosas que los lípidos hay 50 moléculas de estos últimos por cada molécula de proteína.

7 1. Los lípidos de las membranas forman bicapas en agua La mayoría de los lípidos presentes en la membrana son fosfolípidos que son anfipáticos: los extremos hidrófilos están expuestos al medio acuoso que baña el exterior de las células y al citoplasma acuoso; los extremos hidrófobos se encuentran en el interior de la membrana escaso en agua

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9 2. Hay cuatro tipos de fosfolípidos en la membrana celular: 1. Fosfatidilcolina 2.Esfingomielina (en este fosfolípido la glicerina ha sido sustituída por un aminoalcohol llamado D-4- esfingenina) 3. Fosfatidilserina 4. Fosfatidiletanolamina

10 Las mismas fuerzas que conducen a las moléculas anfipáticas a formar una bicapa confieren a esta misma bicapa su capacidad autoselladora.

11 3.La bicapa lipídica es un fluido bidimensional El ambiente acuoso dentro y fuera de la célula impide a los lípidos de la membrana escaparse de la bicapa, pero nada impide que estas moléculas se desplacen y cambien de posición las unas respecto a las otras dentro del plano de la bicapa.

12 4. Los glicolípidos (5% de los lípidos de membrana) son también anfipáticos y se encuentran sólo en la parte extracelular de la membrana. Son importantes para mantener la adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a la comunicación y reconocimiento entre células. Son el blanco de ciertas tóxinas bacterianas. Uno de los más importantes glicolípidos de membrana es el galactocerebrósido, uno de los principales componentes de la mielina, el aislamiento lipídico de las fibras nerviosas

13 5. El colesterol La fluidez de la bicapa lipídica depende de su composición. Así el 20% de los lípidos de la membrana están constituídos por moléculas de colesterol que se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Las moléculas de colesterol confieren una mayor fortaleza a las membranas aunque disminuyen su flexibilidad. Las membranas de las plantas carecen de colesterol.

14 6. Las bicapas lipídicas son impermeables a los solutos y a los iones En general cuanto más pequeña es una molécula y cuanto más soluble es en aceite (es decir, cuanto más hidrofóbica o no sea) más rápidamente difunde a través de una bicapa.

15 PROTEINAS DE MEMBRANA son de dos tipos: Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. Proteínas periféricas: están Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma

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17 Cada tipo de membrana presenta un juego diferente de proteínas, lo cual refleja las funciones particulares de una membrana determinada.

18 1. Las proteínas pueden estar asociadas a la bicapa lipídica de varias maneras

19 2. La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dos configuraciones básicas: a. Una hélice α y b. una estructura globular terciaria, formada por segmentos repetidos de hélice alfa que se disponen en zig-zag a través de la membrana. Los segmentos helicoidales están unidos por segmentos hidrofílicos irregulares de la cadena polipeptídica, que se extienden a cada lado de la membrana.

20 Algunas proteínas transmembrana pueden cruzarla en estructura de lámina β, curvada formando un cilindro en forma de barril que se abre y cierra, llamado barril β. A diferencia de las hélices α, los barriles β solamente pueden formar canales anchos puesto que existe un límite en la forma en que la lámina β puede curvarse para formar el barril. Este tipo de canal lo encontramos, por ejemplo, en la membrana externa de las mitocondrias.

21 3. La membrana plasmática está reforzada por el córtex celular. La mayoría de las membranas celulares están reforzadas en su cara interna por un esqueleto de proteínas fibrosas, unido a la membrana mediante proteínas transmembrana. A esta red se le conoce como el córtex celular.

22 4. La superficie celular está recubierta de carbohidratos La gran mayoría de las proteínas de membrana se encuentran unidas a: 1. Cadenas cortas de azúcares, llamados oligosacárido. Estas proteínas se denominan glucoproteínas. 2. A una o más cadenas largas de polisacáridos. A estos complejos se les denomina los proteoglucanos. Se encuentran en la cara externa de la membrana, dónde forman una cubierta de azúcares llamada glucocáliz.

23 El glucocáliz tiene apariencia viscosa ya que los azúcares tienden a combinarse con agua. Funciones: 1.Protege a la célula de lesiones químicas y mecánicas. 2. Juegan un papel importante en el contacto célula a célula y en la adhesión celular. 3. En los organismos pluricelulares el glucocáliz es como un tipo de vestido diferencial, como uniformes característico de un tipo celular con una función determinada y es reconocido por el resto de las células que han de interactuar con ellas.

24 5. Las células pueden restringir el desplazamiento de las proteínas de membrana. La membrana es un fluido bidimensional, por lo que muchas de sus proteínas. Añ igual que sus lípidos pueden moverse libremente dentro del plano de la bicapa lipídica. Esto se puede demostrar fácilmente fusionando una célula de ratón con una célula humana.

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26 Sin embargo las células disponen de diferentes sistemas para confinar determinadas proteínas de membrana en áreas localizadas de la bicapa llamadas dominios de membrana. A. Uniéndose a agregados macromoleculares del interior de la célula. B. Del exterior. C. Interactuando con proteínas de superficie de otras células. D. Mediante barreras de difusión

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