Membrana celular Edgar Vásquez De Angel Estudiante Medicina IX Semestre Monitor Biología Celular 2014-I

Membrana celular Es la parte externa de la célula que envuelve el citoplasma y que gracias a su estructura cumple una doble función: aísla y comunica a la célula con su entorno. Así, la célula puede intercambiar agua, gases y un trientes y eliminar desechos. Posee la misma estructura en todas las células.

“Modelo de mosaico fluido” Estas proteínas están interaccionado unas con otras y con los lípidos, presentando un movimiento lateral. Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de todos sus componentes químicos (lípidos, proteínas, glúcidos). Actualmente se sigue el modelo de SINGER & NICHOLSON (1972) Considera a la membrana como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es el cementante y las proteínas están embebidas en ella. Los lípidos se disponen formando una bicapa de fosfolípidos, situados con sus cabezas hidrofílicas hacia el medio externo o hacia el citosol, y sus colas hidrofóbicas dispuestas en empalizada.

funciones La función principal de la membrana plasmática es mantener el medio interno separado del externo Permite a la célula dividir en secciones los distintos orgánulos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica

permeabilidad La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos. Tamaño: la más grande parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Pocas mol polares de pequeño tamaño pueden. Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Algunas sustancias cargadas pueden por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora.

COMPOSICIÓN QUIMICA Lípidos Lípidos Proteínas y En menor proporción por carbohidratos Las membranas plasmáticas de todas las células eucarióticas están formadas por tres tipos de lípidos: Fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (como el colesterol) Casi todos tienen naturaleza anfipática Su distribución en la célula es irregular y asimétrica Su función principal en las membranas biológicas es estructural Marcan la frontera entre las células y el mundo extracelular Actúan como barrera al flujo de moléculas grandes o polares

COMPOSICIÓN QUIMICA Lípidos PROPIEDADES DERIVADAS DE LA COMPOSICIÓN LIPÍDICA DE LAS MEMBRANAS 1- Autoensamblaje. Todos los lípidos tienen una tendencia natural a autoensamblarse y formar bicapas que se cierran espontáneamente, sobre todo los fosfolípidos. 2- Autosellado. Si se rompen o se separan se vuelven a ensamblar. 3- Fluidez. Es alta y les permite mucho movimiento 4- Impermeabilidad. La naturaleza hidrófoba y apolar de la bicapa lipídica es responsable de su relativa impermeabilidad frente a moléculas hidrosolubles; por esta razón las membranas han desarrollado sistemas de transporte por canal.

fluidez Los movimientos que se han descrito son los siguientes: De rotación: Supone el giro de la molécula lipídica en torno a su eje mayor. Es muy frecuente y el responsable, en gran medida, de otros movimientos. De difusión lateral o flexión: Las moléculas lipídicas pueden difundirse libremente de manera lateral dentro de la bicapa. Flip-flop: Es el movimiento de un lípido de una monocapa a su paralela gracias a unos enzimas denominados flipasas La fluidez de las moléculas que componen las membranas depende de la temperatura, naturaleza de los lípidos y de la presencia de colesterol.

fluidez La fluidez de las moléculas que componen las membranas depende de la temperatura, naturaleza de los lípidos y de la presencia de colesterol. Entonces… Cuando aumenta la temperatura aumenta la fluidez Si los lípidos son insaturados y de cadena corta la membrana es más fluida La presencia de colesterol aumenta la rigidez de la membrana

Tipos de lípidos de la membrana Los más importantes son: Fosfolipidos Glucolipidos Colesterol Colesterol FOSFOLIPIDOS Se encuentra embebido en el área hidrofóbica de la misma, su presencia contribuye a la estabilidad de la membrana al interaccionar con las "colas" de la bicapa lipídica y contribuye a su fluidez evitando que las "colas" se "empaqueten" y vuelvan mas rígida la membrana Barrera hidrofóbica entre los compartimentos acuosos de la célula Constan de tres partes: - 2 cadenas de ácidos grasos Glicerol y 1 ácido fosfórico

PROTEINAS PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS - Confieren a la membrana sus funciones específicas - Penetran en la bicapa lipídica - Son anfipáticas - Permiten el paso de moléculas hidrofílicas a través de la membrana - Incluyen bombas, canales, receptores, moléculas de adhesión, etc. PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS Las proteínas integrales son aquellas que tienen tres dominios en su recorrido: Uno extracelular Uno intracelular y Otro integrado en la membrana Se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana: - PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS - PROTEÍNAS PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS Proteínas que atraviesan la bicapa una sola vez Glicoforina A (eritrocito), antígenos, inmunoglobulinas y algunos receptores (insulina, LDL) Proteínas que atraviesan la bicapa varias veces Todas las proteínas implicadas en el transporte de iones o solutos (bombas, canales iónicos y transportadores) Pueden clasificarse en dos grandes grupos: 1. Proteínas que atraviesan la bicapa una sola vez 2. Proteínas que atraviesan la bicapa varias veces Pueden extraerse de la membrana por la acción de detergentes

PROTEINAS PROTEINAS PERIFÉRICAS PROTEINAS PERIFÉRICAS - Confieren a la membrana sus funciones específicas - Penetran en la bicapa lipídica - Son anfipáticas - Permiten el paso de moléculas hidrofílicas a través de la membrana - Incluyen bombas, canales, receptores, moléculas de adhesión, etc. PROTEINAS PERIFÉRICAS PROTEINAS PERIFÉRICAS Hay varias maneras de asociación: Son proteínas asociadas a las membranas que no cruzan completamente la membrana plasmática Se extraen con soluciones salinas y que tienen un PH alcalino Se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana: - PROTEINAS TRANSMEMBRANAS O INTRÍNSECAS - PROTEÍNAS PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS

CARBOHIDRATOS o glúcidos Los más abundantes son los oligosacáridos unidos mediantes enlaces de tipo covalentes a los dominios extracelulares de las proteínas y de los lípidos, formando glucoproteínas y glucolípidos La proporción oscila entre un 2 y un 10% del peso de la membrana Al conjunto de glúcidos localizados en la membrana plasmática se les denomina Glucoalix Fundamentalmente actúan como lugares de reconocimiento y unión

CARBOHIDRATOS o glúcidos Funciones 1. Protege mecánicamente a las células. 2. Se relaciona con las moléculas de la matriz extracelular. 3. Les da a algunas células la capacidad de poder deslizarse y moverse 4. Les confiere a las células una capacidad antigénica (grupos sanguíneos) 5. Interviene en fenómenos de reconocimiento celular constituyendo una “huella dactilar” propia 6. Imprescindible este reconocimiento en fenómenos de desarrollo embrionario. 7. Contribuye al reconocimiento y fijación de moléculas que posteriormente entraran por pinocitosis o fagocitosis en el interior celular

Transporte a través de la membrana Hay que entender primero: La membrana plasmática tiene una permeabilidad selectiva: • A ↓tamaño y ↑hidrofobicidad, ↑difusión a través de la bicapa. • Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría) pueden atravesar la bicapa (la mayoría). • Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la para las moléculas impermeables a la bicapa: Proteínas Transportadoras de Membrana TRANSPORTE PASIVO Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE ACTIVO Usando energía Gradiente de concentración

Transporte a través de la membrana