CAPÍTULO 9 LÍPIDOS, MEMBRANAS BIOLÓGICAS Y TRANSPORTE CELULAR
Naturaleza hidrofóbica. Introducción Solubles en solventes no polares. Se definen mejor por su comportamiento físico que por su estructura química. Composición: carbono, hidrógeno (elementos que le confieren características apolares), oxígeno, nitrógeno, fósforo.
Introducción Grupos funcionales: enlaces sencillos y dobles carbono-carbono, ésteres de carboxilato, ésteres de fosfato y amidas. Los lípidos no polares, llamados grasas son las principales moléculas de almacenamiento de energía.
Introducción Los lípidos polares (contienen N y P) son componentes principales de las membranas, las cuales están constituidas por lípidos y proteínas, las cuales constituyen barreras moleculares alrededor de la célula y sus organelos.
Introducción Las moléculas proteicas de las membranas regulan el transporte de materiales hacia el interior y exterior de las células, Los esteroides, representados por el colesterol, es precursor de muchas hormonas. Las células también contienen lípidos que actúan como pigmentos que absorben luz (beta carotenos, retinal), como cofactores de enzimas, hormonas, moléculas de señal y transportadores de electrones.
9.1 Ácidos grasos Los ácidos grasos son biomoléculas que contienen un grupo funcional carboxilo(polar) enlazado con una cadena alifática lineal, por lo cual pueden clasificarse como moléculas anfifílicas o anfipáticas. El número de átomos de carbono en los ácidos grasos puede ir desde 4 hasta 36. Casi todos tienen un número par de átomos de carbono porque son sintetizados por la combinación de unidades C2 de ácido acético.
9.2 Triacilgliceroles Los ácidos grasos se ingieren y se almacenan en forma de triacilgliceroles (lípidos apolares). La base de la estructura química de los triacilgliceroles es el compuesto trihidroxilo glicerol, en el cual cada grupo hidroxilo puede estar unido a un ácido graso a través de una reacción de esterificación.
9.3 Lípidos polares a. Glicerofosfolípidos b. Esfingolípidos
9.4 Esteroides y otros lípidos a. Esteroides b. Terpenos c. Eicosanoides d. Vitaminas liposolubles e. Transportadores de electrones
Papel biológico de las membranas Una célula no puede vivir en un estado aislado, la membrana actúa como filtro de selección dejando entrar nutrientes y permitiendo que salgan productos de desecho La selectividad del transporte a través de la membrana se lleva a cabo por canales proteicos, bombas y compuertas.
Papel biológico de las membranas Desde el punto de vista bioquímico, esto lleva un proceso unidireccional o vectorial en la membrana como es el transporte de algunos nutrientes e iones del exterior al interior de la célula pero no a la inversa. Las células también deben comunicarse con el medio que le rodea. Insertadas en el lado externo de la membrana plasmática están las proteínas receptoras.
Papel biológico de las membranas Algunas membranas especializadas contienen ensamblados proteicos que actúan como sistemas de transducción de energía. Las membranas mitocondriales contienen enzimas y otras proteínas que convierten la energía liberada por la oxidación de grasas y carbohidratos a la forma química de ATP.
Papel biológico de las membranas En los organismos fotosintéticos, la energía luminosa es atrapada por pigmentos y transformada en energía química por proteínas de las membranas de los cloroplastos
Modelo de mosaico fluido de las membranas Consiste en una bicapa lipídica con proteínas incrustadas, algunas en la superficie (proteínas periféricas) y otras atravesando la bicapa completa (proteínas integrales). Las proteínas flotan con cierta libertad dentro y sobre la bicapa, creando un patrón de mosaico fluido.
Transporte en la membrana y consumo de energía Todas las biomoléculas que entran o salen de la célula, se encuentran con la barrera de la membrana plasmática. Las formas de transporte se pueden clasificar en: Transporte pasivo: (a) difusión simple y (b) difusión facilitada. Transporte activo
Transporte pasivo: difusión simple Este proceso no requiere de un gasto de energía debido a que las moléculas se mueven a favor del gradiente de concentración. Las moléculas pequeñas y/o polares utilizan este tipo de transporte. Biomoléculas que se mueven por difusión simple: H2O, CO2, N2, O2 y CH4.
Transporte pasivo: difusión facilitada Transporte que se realiza por proteínas específicas de la membrana (proteínas de transporte o acarreadoras, permeasas). Se esperaría que estas proteínas fueran integrales. Las moléculas de soluto grandes y polares (azúcares, aminoácidos, iones sodio, iones cloruro, iones bicarbonato) utilizan este tipo de transporte.
Transporte activo Se hace necesario un gato de energía debido a que los solutos se mueven en contra del gradiente de concentración. Los iones (iones sodio, potasio, carbono) y biomoléculas polares (aminoácidos y glúcidos) pueden utilizar este tipo de transporte. Se acopla el transporte a un sistema productor de energía (reacción química o absorción de luz). Ejemplo: bombeo de iones (dependiente de ATPasa) y cotransporte.
CAPÍTULO 9 LÍPIDOS, MEMBRANAS BIOLÓGICAS Y TRANSPORTE CELULAR