Química de la sangre I) glóbulos rojos Una presentación de: Romina Sementa

Composición de la sangre

esta compuesta por: La sangre Plasma sanguíneo Es un liquido amarillento tiene agua (90%), sustancias disueltas (10%), desechos como el dióxido de carbono, nutrientes Células sanguíneas Glóbulos rojos o eritrocitos Glóbulos Blancos o leucocitos Plaquetas o trombocitos esta compuesta por:

Donde se producen? Los tres tipos principales de células sanguíneas son producidas en la Médula ósea : Glóbulos rojos (eritrocitos) - llevan el oxígeno a todos los tejidos del cuerpo. Glóbulos blancos (leucocitos) - ayudan a combatir las infecciones y asisten en el sistema inmunológico. Plaquetas - ayudan a coagular la sangre.

Glóbulos Rojos Los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos carecen de núcleo y orgánulos. Su citoplasma está ocupado casi en su totalidad por la hemoglobina, una proteína encargada de transportar oxígeno. Los eritrocitos tienen forma de disco, bicóncavo, deprimido en el centro; esta forma aumenta la superficie efectiva de la membrana.

Estructura MEMBRANA: Carece de membranas internas que encierren al núcleo y a los orgánulos presentes en otras células. La membrana es una barrera de permeabilidad selectiva con bombas, canales, etc. Hidratos de carbono Proteínas Lípidos

Fosfolípidos Colesterol Glucolípidos Lípidos Los lípidos que se encuentran generalmente en la membrana son de tres tipos: Fosfolípidos Colesterol Glucolípidos Lípidos

Lípidos de la membrana eritrocitaria *Fosfolípidos: Fosfatidilcolina (lecitina) 13% Esfingomielina 26% Fosfatidiletanolamina (cefalina) 27% Fosfatildilserina 13% Fosfatidilinositol 5% *Colesterol. *Ácidos grasos. *Glucolípidos.

Fosfolípidos Los fosfolípidos son los lípidos mas abundantes de la bicapa. Son ésteres del glicerol con 2 ácidos grasos, de los cuales uno siempre es insaturado. Al glicerol también se une un fosfato y un resto “x” que puede ser serina, colina, etanolamina o inositol. Este resto le da nombre al fosfolípido, por ejemplo: fosfatidilcolina es el fosfolípido con colina. La cabeza hidrofílica de los fosfolípidos, al presentar carga puede generar interacciones iónicas con otros fosfolípidos.

La palmitil oleil fosfatidilcolina, un fosfolípido habitual en las membranas biológicas. Este fosfolípido está compuesto por un núcleo central de glicerol unido a un fosfato , unido a su vez a una molécula de colina (N,N,N-trimetiletanolamina ).

Colesterol: El colesterol es un lípido pequeño de la membrana plasmática que se intercala entre los fosfolípidos haciendo que por un lado éstos se empaqueten mejor pero simultáneamente por otro lado evitan que la interacción sea tan fuerte que la membrana solidifique, perdiendo su fluidez característica. El colesterol actúa como un amortiguador de la fluidez. Por otro lado el colesterol sirve de precursor de hormonas esteroideas. Estructura del Colesterol Modelo de varillas del Colesterol

Ácidos Grasos: Por lo anterior: Los ácidos grasos están formados por un grupo carboxilo y una cola hidrocarbonada. El carboxilo es hidrofílico y la cola hidrocarbonada es hidrofóbica por eso los ácidos grasos son anfipáticos. La cola hidrocarbonada del acido graso es hidrofóbica y puede ser saturada o insaturada, Las colas saturadas no tienen dobles enlaces y las insaturadas presentan dobles enlaces que pueden originar configuraciones cis o trans. Los dobles enlaces cis son “quebrados” siendo determinantes de una mayor fluidez y los trans son menos quebrados determinado una fluidez menor. Por lo anterior: -Los ácidos grasos saturados son en general sólidos a temperatura ambiente debido a que la cola hidrocarbonada de éstos genera potentes interacciones hidrofóbicas entre si. - Los ácidos grasos insaturados son fluidos a temperatura ambiente.

A- Acido graso insaturado trans B- Acido graso saturado cis Estructura de ácidos graso saturado e insaturado A- Acido graso insaturado trans B- Acido graso saturado cis

Otros lípidos de memebrana Los esfingolípidos son los lípidos derivado de la esfingosina que es un alcohol de cadena larga. La esfingosina se une al ácido graso y forma, ceramida. Se puede unir a un fosfato con colina y forma, esfingomielina. Puede unirse a glúcidos y formar GLUCOLÍPIDOS. No son tan abundantes como los fosfolipidos . Siempre son más abundantes en la monocapa externa.

Proteínas de la membrana eritrocitaria: Las proteínas integrales o intrínsecas se encuentran atravesando la membrana (transmembrana ) y sólo se pueden separar de ella usando detergentes que desintegren la bicapa. Las proteínas periféricas o extrínsecas se apoyan en la bicapa o en otras proteínas, se separan de la membrana utilizando cambios de pH o de temperatura que desnaturaliza a la proteína.

1 y 2 ) Proteínas integrales o intrínsecas 3 y 4 ) Proteínas de anclaje lipídico ( estas no forman parte de las proteínas de la membrana del eritrocito) 5 y 6) Proteínas extrínsecas o periféricas

LA FUNCION PRINCIPAL DE LA HEMOGLOBINA ES EL El componente principal de los eritrocitos HEMOGLOBINA (Hb) La hemoglobina es una proteína oligomérica, compuesta por cuatro cadenas o subunidades proteicas: dos cadenas alfa y dos cadenas beta. A cada subunidad se le une un grupo Hemo, cuyo átomo de hierro es capaz de unirse -de forma reversible- a una molécula de oxígeno ( cada molécula de hemoglobina puede unir 4 átomos de oxigeno ). Presenta estructura cuaternaria. En la figura se representa -en rojo- al grupo hemo, complejo no aminoacídico, unido a la proteína. Contiene hierro, y sirve para transportar oxígeno). LA FUNCION PRINCIPAL DE LA HEMOGLOBINA ES EL TRANSPORTE DE OXIGENO

Estructura de la hemoglobina

Los cuatro niveles estructurales de la hemoglobina

MODELOS VIRTUALES Hélices alfa en la hemoglobina (visualizción “ribbons”) “Backbone” de la hemoglobina

Modelo de bloques de la hemoglobina

La unión del O2 con la Hb La hemoglobina puede adoptar dos conformaciones según se encuentre: sin oxígeno (desoxiHb) Unida al oxígeno llamada (oxiHb) En las animaciones se observa la transición: desoxihemoglobina-oxihemoglobina. Puede verse el grupo Hemo encerrado en el circulo en la animación superior.

El grupo Hemo Cada subunidad de globina tiene unido un grupo hemo (una molécula de protoporfirina IX “complejada” con un ion Fe2+), responsable del color rojo de la hemoglobina y de la sangre. Rojo – Oxígeno Azul- Nitrógeno Naranja- Fe+2 Estructura del grupo hemo Modelo “sticks” del grupo hemo

tamaño relativo “real “ Átomo de hierro en su tamaño relativo “real “ Molécula de oxígeno (en rojo) unida al Fe2+ del grupo hemo. Luego se liberará en los tejidos que necesitan el oxígeno para su metabolismo.

El Fe2+ también está unido al N de la cadena lateral de una histidina de la globina..

GRUPOS HEMO

Comparación con la MIOGLOBINA La estructura secundaria-terciaria de las subunidades de la hemoglobina se asemeja a la de la mioglobina. Comparación con la MIOGLOBINA La mioglobina es una hemoproteína muscular, estructural y funcionalmente muy parecida a la hemoglobina. Es una proteína relativamente pequeña, constituida por una cadena polipeptídica de peso molecular 17.800, conformada por 153 residuos aminoacídicos que contiene un grupo hemo con un átomo de hierro. GRUPO HEMO

La estructura de la mioglobina se asemeja a la de una de las subunidades de la hemoglobina Tal como se observa en la imagen, la hemoglobina esta formada por 4 cadenas polipeptídicas o protómeros (estructura cuaternaria ), y la mioglobina esta formada por una sola cadena polipeptidica (estructura terciaria )

Estructura de la Mioglobina La mioglobina fue la primera proteína de la que se determino su estructura tridimensional (en 1957) Contiene 8 segmentos con estructura secundaria de hélice α ( nombrados de la A-H) , separados por segmentos no helicoidales Es una proteína pequeña, formada por una sola cadena polipeptidica.

El hemo se une de forma no covalente en la hendidura hidrofóbica o “bolsillo hemo”. Se pliega dando una molécula prácticamente esférica, muy compacta, con un hueco en el interior donde se sitúa el hemo, lugar de unión al oxígeno

“Backbone” de la Mioglobina Modelo “ribbons” de la Mioglobina

Grupo Hemo en el “bolsillo hidrofóbico”

Funciones de la Mioglobina Su principal función es la de almacenar y transportar oxígeno, incrementando la velocidad de transporte de O2 en la célula muscular. La mioglobina es el principal pigmento de la carne, y el color de este producto depende del estado en que se encuentre la mioglobina.

Mioglobina y Hemoglobina La hemoglobina y la mioglobina están involucrados en llevar el oxígeno a las células y tejidos en el cuerpo. Mientras que la mioglobina se concentra específicamente en los músculos y es responsable de suministrar oxígeno a las células de los músculos y los tejidos, la hemoglobina cumple un papel más generalizado y transporta el oxígeno a células diferentes en todo el cuerpo. Mioglobina Hemoglobina

Cristalografía de Rayos X La estructura de la mioglobina se determino por Cristalografía de rayos X en 1957. Fue la primera de una serie de determinaciónes que hoy alcanza a casi 105 proteínas Una imagen de difracción de cristalografía de rayos X de la proteína mioglobina

Hemoglobina - Mioglobina Diferencias funcionales -La curva disociación hemoglobina es sigmoidal -La curva disociación mioglobina es hiperbólica -Afinidad de la hemoglobina por el O2 depende del pH, de la presión de CO2 y de la presencia de 2,3-bisfosfoglicerato -Hemoglobina transporta (además de O2) CO2 y cationes H+

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