TEMA 13: MEMBRANAS BIOLÓGICAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Son flexibles Autosellantes Selectivamente permeables a los solutos FUNCIONES Separan un medio del exterior Regulan el tráfico molecular (transporte selectivo) Dividen el espacio interno en compartimentos Organizan secuencias de reacciones Participan en la conservación de la energía biológica Importantes en la comunicación intercelular Sensor que permite responder a cambios en el entorno

Constituyentes de las membranas biológicas 1. Lípidos Fosfolípidos Periféricas Esteroles Integrales 2. Proteínas 3. Hidratos de carbono Glicolípidos Glicoproteínas Componentes mayoritarios de las membranas plasmáticas Membrana % en peso: Proteínas Lípidos H de carbono -----------------------------------------------------------------------------Mielina 18 79 3 Eritrocito humano (M.P.) 49 43 8 Mitocondrias (M.E.) 52 48 0 Ameba (M.P.) 54 42 4 Retículo sarcoplasmico 67 33 0 (células musculares) Mitocondrias (M.I.) 76 24 0

1. Lípidos Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

DISTRIBUCIÓN ASIMÉTRICA DE FOSFOLÍPIDOS Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

MOVIMIENTO DE LÍPIDOS EN LA MEMBRANA Por debajo Tª transición Por encima Tª transición Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e (Voet)

COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOS Células de E. Coli cultivadas a distintas temperaturas % sobre ác. grasos totales Ácido graso 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC Mirístico (14:0) 4 4 4 8 Palmítico (16:0) 18 25 29 48 Palimitoleico (16:1) 26 24 23 9 Oleico (18:1) 38 34 30 12 Hidroximirístico 13 10 10 8 Insaturados/saturados 2,9 2 1,6 0,38

Asociaciones entre esfingolípidos y colesterol: caveolas www.innovations-report.com/.../report-22704.html www.steve.gb.com/.../lipids_and_membranes.html Balsas lipídicas Microdominios ricos en colesterol y esfingolípidos Muy empaquetados, contienen esfingolípidos, ác. grasos saturados de cadena larga Contienen proteínas ancladas por GPI (glucosil fosfatidilinositol) Caveolas Dominios de rafts lipídicos invaginados Contienen caveolina, proteína que interacciona con colesterol

Periféricas (extrínsecas) 2. Proteínas Periféricas (extrínsecas) Localizadas en la superficie Fácilmente extraíbles Normalmente solubles en H2O Integrales (intrínsecas) Embebidas en la membrana Difícil purificación Figura 9-26. Fundamentals of Biochemistry.2/e (Voet) © 2006 John Wiley & Sons

Integrales Periféricas PROTEÍNAS DE MEMBRANA Integrales Periféricas Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones químicas 2004 Ed. Reverté. 4/e Interior Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV Tipo V Tipo VI Unión a una proteína integral (c) Unión electrostática a la bicapa lipídica (d) Anclaje de lípidos unidos covalentemente (f) Unión por secuencia hidrofóbica corta (e) Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

PROTEÍNAS INTEGRALES DE MEMBRANA GLICOFORINA (ERITROCITO) BACTERIODORROPSINA Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

3. Hidratos de carbono Glicoproteínas Glicolípidos Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

MODELO DE MOSAICO FLUIDO Mathews. Bioquímica. 3/e © 2002 Adison Wesley. Pearson Education

DEMOSTRACIÓN DE LA DIFUSIÓN LATERAL DE PROTEÍNAS Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

Liberación de proteínas de membrana Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

FUSIÓN DE MEMBRANAS Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

Difusión simple (sin intervención de proteínas) TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVÉS DE MEMBRANA Difusión simple (sin intervención de proteínas) Transporte pasivo (difusión facilitada) Poros Transportadores Transporte activo (necesita energía) Primario Secundario Canales iónicos Ionóforos http://www.cemev.gob.mx/citver/TOXICOLOGIA%20GENERAL.PPT

1. Difusión simple 2. Difusión facilitada (transportador) Gradiente de concentración 1. Difusión simple 2. Difusión facilitada (transportador) Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

2. Transporte pasivo 2 Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e 2

Tipos de transportadores Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

Transporte simple MODELO DE TRANSPORTE DE GLUCOSA A LOS ERITROCITOS POR GluT1 Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

Célula de borde en cepillo Cotransporte paralelo Capilares Lumen intestinal Glucosa )-ATPasa Monotransporte de Glucosa Na+-glucosa cotransporte unidireccional Célula de borde en cepillo Figura 10-24. Fundamentals of Biochemistry.2/e (Voet) © 2006 John Wiley & Sons

Cotransporte antiparalelo Transportador de bicarbonato-cloruro Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

3. Transporte activo Primario Secundario PRIMARIO En contra de gradiente No favorecido energéticamente Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e PRIMARIO

Transporte activo primario Na+K+ ATPasa Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

Transporte activo secundario: Galactósido permeasa Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

4. CANALES IÓNICOS Transportan iones inorgánicos Difieren de transportadores en: - Mayor velocidad de flujo - No se saturan - Responden a una señal celular Dos tipos: a) Dependientes de voltaje Na+ K+ Ca2+ b) Dependientes de ligando Receptor nicotínico de acetilcolina

a) Canales iónicos dependientes de voltaje Canal de Na+ www.steve.gb.com/.../lipids_and_membranes.html Canal de K+ Stryer. Bioquímica. © 2007 Ed. Reverté. 6/e

b) Canales iónicos dependientes de ligando Receptor de acetil colina Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e

5. Ionóforos Antibióticos bacterianos que facilitan el transporte de iones inorgánicos Transportador móvil Formador de canales Valinomicina K+ Gramicidina A Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones químicas 2004 Ed. Reverté. 4/e Stryer. Bioquímica. © 2007 Ed. Reverté. 6/e

RESUMEN DE LOS TIPOS DE TRANSPORTE 1 2 3 6 5 4 Lehninger. Principios de Bioquímica. © 2006 Ed. Omega. 4/e