BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR. UNIDAD N 2 - SUPERFICIE CELULAR (parte 1)

Transcripción

1 BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR UNIDAD N 2 - SUPERFICIE CELULAR (parte 1)

2 MEMBRANA PLASMÁTICA Estructura lipo-proteica que rodea a todas las células (eucariotas y procariotas). Funciones: Aisla el citoplasma, define el límite celular Separa el medio interno del medio externo Interviene en transporte/difusión de distintas sustancias, posee permeabilidad selectiva (determina la composición celular) Participa en la interacción célula-célula Percibe de señales del medio

3 ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

4 Membrana Estructura en bicapa de la membrana plasmática de glóbulo rojo humano apariencia de vía de tren

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9 FOSFOLIPIDOS (50%) LIPIDOS NOMBRE POSICION (generalmente) CARGA FOSFATIDILCOLINA FOSFATIDILETANOLAMINA externa interna FOSFATIDILSERINA interna (-) ESFINGOMIELINA FOSFATIDILINOSITOL (minoritario-señalización cel) externa Interna (exclus.) (-) GLICOLIPIDOS (2%) externa (exclus.) COLESTEROL (50%) externo/interno

10 hidrofóbico hidrofílico hidrofílico Características de la bicapa lipídica: Barrera entre dos compartimientos (interior hidrofóbico, impermeable a iones, moléculas hidrosolubles, moléculas biológicas) Fluidos viscosos dobles enlaces movimiento (VIDEO 10.6, FRAP, recuperación de la florescencia luego de decoloración) Colesterol mantiene la fluidez por los cambios de temperatura

11 Estructura de las balsas lipídicas Zonas ricas en colesterol, esfingomielina y glicolipidos

12 PROTEINAS (memb, en peso) 50 % PROTEINAS 50 % LIPIDOS Modelo del mosaico fluido de la membrana plasmática Singer y Nicolson ( fluidos bidimensionales en los que las proteínas se insertan dentro de las bicapas lipídicas )

13 Proteínas: Periféricas (se disocian con soluciones polares (salinas o de ph extremo) Integrales (se liberan con detergentes) Detergente, por ej. octil glucósido, molécula anfipática (hidrofílica/hidrofóbica) Entre las proteínas integrales algunas son: Proteínas transmembrana: atraviesan la bicapa, con partes expuestas a ambos lados. En el interior de la bicapa: regiones -hélices o láminas (porinas)

14 Proteínas de glóbulos rojos: Periféricas: espectrina, actina, anquirina (puente entre la MP y el citoesqueleto) Integrales: glicoforina, Banda 3 (transporte de HCO 3- y Cl - ) -hélices Proteínas integrales de membrana de glóbulos rojos

15 Transportador de glucosa, ej proteína transmembrana

16 Porinas: Canales Membrana externa de bacterias, cloroplastos y mitocondrias Permeable a iones y moléculas polares pequeñas (agua) láminas

17 PROTEINAS INTEGRALES DE MEMBRANA (NO TRANSMEMBRANA) Unidas a membrana plasmática por uniones covalentes a lípidos o glicolípidos RER Proteína linfocitaria Anclaje de glicosilfosfatidilinositol (GPI) a capa externa Ribosomas libres transmisión de señales desde receptores de superficie a las dianas intracelulares Puede comportarse como proteína periférica

18 MOVILIDAD DE PROTEINAS Proteínas y lípidos difunden principalmente de forma lateral por la membrana debido a la fluidez de la bicapa CITOESQUELETO (ej. banda 3 en GR - anquirina) MOVILIDAD DE PROTEINAS RESTRINGIDA X ASOCIACIÓN A: OTRAS PROTEINAS DE MEMBRANA PROTEINAS DE SUPERFICIE DE CELULAS ADYACENTES Ej. uniones estrechas MATRIZ EXTRACELULAR SECTORES DE MEMBRANA CON DETERMINADA COMPOSICIÓN LIPIDICA Ej. Balsas lipídicas

19 DISTINTA COMPOSICION Y FUNCION DE REGIONES DE MEMBRANA PLASMATICA EN UNA CELULA, Ej. CELULAS ORGANIZADAS EN TEJIDOS (tejido epitelial (intestino), tejido floemático (transporte polar auxina) ) Dominio apical Dominio basolateral Unión estrecha entre células adyacentes (sellan espacios entre células y son barreras para el movimiento de lípidos y proteínas de membrana

20 Estructura de las balsas lipídicas Sectores ricos en Lípidos: Colesterol, esfingomielina y glicolípidos Proteínas: ancladas en GPI, que unen GTP, quinasas (señalización y endocitosis) Caveolas: subclase de balsas lipídicas, estabilizadas por unión a proteína periférica de membrana, la caveolina (endocitosis)

21 GLICOCALIX Crbohidratos de la superficie celular (glicoproteínas, glicolipidos Funciones: Protege la superficie celular marcadores de interacción cel-cel Oligosacárido expresado en la sup. de leucocitos (video19.2)

22 TRANSPORTE DE PEQUEÑAS MOLECULAS

23 Permeabilidad de las bicapas fosfolipídicas Permeabilidad selectiva (control de composición citoplasma Proteínas de transporte (transportadores) Proteínas de Canales

24 DIFUSION PASIVA Disolución de la molécula en la membrana difusión -- disolución en citoplasma No es selectivo No interviene energía No interviene proteínas Flujo neto a favor de un gradiente de concentración Alcanza el equilibrio entre interior y exterior Puede atravesar por ej. Gases (O2, CO2); Moléculas hidrofóbicas (benceno); Moléculas polares pequeñas (agua, metanol) No puede atravesar: moléculas polares grandes no cargadas (glucosa), moléculas cargadas

25 DIFUSION FACILITADA Y PROTEINAS TRANSPORTADORAS No interviene energía Flujo neto a favor de un gradiente de concentración o de potencial eléctrico (si es cargada) Difusión es medida por proteínas (menor interacc. con interior hidrofóbico) Alcanza el equilibrio entre interior y exterior Puede atravesar: moléculas polares y moléculas cargadas (carbohidratos, aminoácidos, nucleósidos, iones) Proteínas que intervienen en la difusión facilitada Proteínas transportadoras (azúcares, aminoácidos, nucleósidos) Unión de un lado cambio conformacional pasaje a través de mem liberación al otro lado Proteínas de canal Forman poros abiertos Difusión moléculas con carga y tamaño apropiados

26 TRANSPORTADOR DE GLUCOSA (Proteína transportadora) Aminoácidos polares Modelo de difusión facilitada de glucosa Difusión a favor de gradiente Proceso inverso, en determinadas circunstancias, en cél. hepáticas

27 Transportador de glucosa, ej proteína transmembrana

28 PROTEÍNAS DE CANAL Porinas iones y partículas polares pequeñas en membranas externas de bacterias, cloroplastos y mitocondrias Uniones tipo GAP Moléculas entre dos células conectadas Acuaporinas Agua, mas rápido que la difusión GAP Canales iónicos iones porinas acuaporinas

29 CANALES IONCOS CARACTERISTICAS Rápidos Selectivos (poro estrecho), paso de Na +, K +, Ca ++, Cl - No siempre abiertos Apertura de la puerta está regulada por: Ligandos (neurotransmisores u otras moléculas señal) Voltaje (variación en el potencial eléctrico a través de la membrana)

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31 Flujo de iones se da por: Bombas iónicas que utilizan ATP, transp. iones de forma tal que se genera un gradiente eléctrico a través de la membrana. Por ej. Bomba Na + /K + (saca Na + y entra K + al citosol) Canales iónicos Gradientes iónicos en membrana en reposo del calamar gigante

32 TRANASPORTE ACTIVO DIRIGIDO POR HIDRÓLISIS DE ATP BOMBAS IONICAS TRANSPORTADORES ABC Interviene energía (ATP) Transporte en contra de un gradiente de concentración o de potencial (si es cargada) Mediado por proteínas

33 BOMBAS IONICAS Bomba de Na + / K (ATPasa Na+-K+) propagación de señales eléctricas en nervio y músculo por acople dirige el transporte activo de otras moléculas mantiene el equilibrio osmótico y el volumen celular

34 BOMBAS IONICAS Bomba de Ca ++ (ATPasa ) señalización celular Concentración de calcio intracelular 0,1 μm / extracelular 1 mm Bomba de H+ (H+-ATPasa) MP bacterias, levaduras, cel. vegetales. En tonoplastos bombea al interior vacuola. Células de estómago en animales. En lisosomas y endosomas (estructuras diferentes) Bomba de H+ (ATP-sintetasa) mitocondrias y cloroplastos

35 TRANSPORTADORES ABC ATP- binding cassettes + de 100, ejemplos: Transportador MDR, producto de un gen mdr, gen de resistencia a múltiples drogas, elimina compuestos tóxicos. (genera resistencia en quimioterapias) Transportador CFTR (regulador transmembrana de la conductancia de la fibrosis quística) (transporta Cl - en cel. epiteliales