Clase 6: Estructura de las biomembranas - psicobiologia

Clase 6: Estructura de las biomembranasLípidos :1. Los lípidos de las membranas forman bicapas en agua.2. Hay cuatro tipos de fosfolípidos en la membrana celular.3. La bicapa lipídica es un fluido bidimensional.4. Los glicolípidos.5. El colesterol6. Las bicapas lipídicas son impermeables a los solutos y a los iones.Proteínas.1. Las proteínas pueden estar asociadas a la bicapa lipídica devarias maneras2. La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dosconfiguraciones básicas3, La membrana plasmática está reforzada por el córtex celular.4. La superficie celular está recubierta de carbohidratos.5. Las células pueden restringir el desplazamiento de las proteínas demembrana.

1. Protegen la célula o el orgánulo2. Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula uorgánulo3. Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas através de receptores lo que se traduce finalmente en la transducciónde una señal4. Permiten el reconocimiento celular5. Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticoso componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener unaforma6. Permiten la compartimentación de dominios subcelulares dondepueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable7. Regulan la fusión con otras membranas8. Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertasjunciones9. Permite la motilidad dealgunas células u orgánulos

La membrana que rodeaa la célula y algunosorgánulos es unaestructura muy singularya que no sólo presentala propiedad de serselectivamentepermeable permitiendoque algunas sustanciaspasen através de ella sino que supermeabilidad puede serafectada por variosfactores. (Ganon, 1976).

COMPOSICION DE LA MEMBRANAPLASMATICATodas las membranas celulares estánformadas por LÍPIDOS (bicapa) yPROTEÍNAS y tienen una estructurabásica común.

La membrana plasmáticade una típica célulaanimal está compuestapor un 50% de lípidos yun 50% de proteínas. Sinembargo, como lasproteínas son muchomás voluminosas que loslípidos hay 50 moléculasde estos últimos porcada molécula deproteína.

1. Los lípidos de las membranas formanbicapas en aguaLa mayoría de los lípidos presentes en la membrana sonfosfolípidos que son anfipáticos: los extremos hidrófilos estánexpuestos al medio acuoso que baña el exterior de lascélulas y al citoplasma acuoso; los extremos hidrófobos seencuentran en el interior de la membrana escaso en agua

2. Hay cuatro tipos de fosfolípidos en lamembrana celular:1. Fosfatidilcolina2.Esfingomielina(en estefosfolípido laglicerina ha sidosustituída por unaminoalcoholllamado D-4-esfingenina)3. Fosfatidilserina 4. Fosfatidiletanolamina

Las mismas fuerzas que conducen a lasmoléculas anfipáticas a formar unabicapa confieren a esta misma bicapa sucapacidad autoselladora.

3.La bicapa lipídica es un fluido bidimensionalEl ambiente acuoso dentroy fuera de la célula impidea los lípidos de lamembrana escaparse dela bicapa, pero nadaimpide que estasmoléculas se desplacen ycambien de posición lasunas respecto a las otrasdentro del plano de labicapa.

4. Los glicolípidos (5% de los lípidos de membrana) sontambién anfipáticos y se encuentran sólo en la parteextracelular de la membrana. Son importantes para mantenerla adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a lacomunicación y reconocimiento entre células. Son el blancode ciertas tóxinas bacterianas. Uno de los más importantesglicolípidos de membrana es el galactocerebrósido, uno delos principales componentes de la mielina, el aislamientolipídico de las fibras nerviosas

5. El colesterolLa fluidez de la bicapa lipídicadepende de su composición.Así el 20% de los lípidos de lamembrana están constituídospor moléculas de colesterolque se incluyen entre losfosfolípidos a ambos lados dela membrana. Las moléculasde colesterol confieren unamayor fortaleza a lasmembranas aunquedisminuyen su flexibilidad.Las membranas de las plantascarecen de colesterol.

6. Las bicapas lipídicas son impermeables a lossolutos y a los ionesEn general cuantomás pequeña es unamolécula y cuanto mássoluble es en aceite(es decir, cuanto máshidrofóbica o no sea)más rápidamentedifunde a través deuna bicapa.

PROTEINAS DE MEMBRANAson de dos tipos:Proteínas integrales: sonaquellas que cruzan lamembrana y aparecen aambos lados de la capa defosfolípidos.Proteínas periféricas: estánProteínas periféricas: estánno se extienden a lo ancho dela bicapa sino que estánunidas a las superficiesinterna o externa de la mismay se separan fácilmente de lamisma

Cada tipo de membrana presenta unjuego diferente de proteínas, lo cual reflejalas funciones particulares de unamembrana determinada.

1. Las proteínas pueden estarasociadas a la bicapa lipídica devarias maneras

2. La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dosconfiguraciones básicas:a. Una hélice α yb. una estructura globularterciaria, formada porsegmentos repetidos dehélice alfa que se disponenen zig-zag a través de lamembrana.Los segmentos helicoidalesestán unidos por segmentoshidrofílicos irregulares de lacadena polipeptídica, que seextienden a cada lado de lamembrana.

Algunas proteínastransmembrana puedencruzarla en estructura delámina β, curvada formandoun cilindro en forma de barrilque se abre y cierra, llamadobarril β.A diferencia de las hélices α,los barriles β solamentepueden formar canalesanchos puesto que existe unlímite en la forma en que lalámina β puede curvarsepara formar el barril.Este tipo de canal loencontramos, por ejemplo,en la membrana externa delas mitocondrias.

3. La membrana plasmática está reforzadapor el córtex celular.La mayoría de las membranas celulares estánreforzadas en su cara interna por un esqueletode proteínas fibrosas, unido a la membranamediante proteínas transmembrana. A esta redse le conoce como el córtex celular.

4. La superficie celular estárecubierta de carbohidratosLa gran mayoría de lasproteínas de membrana seencuentran unidas a:1. Cadenas cortas de azúcares,llamados oligosacárido. Estasproteínas se denominanglucoproteínas.2. A una o más cadenas largas depolisacáridos. A estoscomplejos se les denomina losproteoglucanos.Se encuentran en la cara externa de la membrana, dónde forman una cubiertade azúcares llamada glucocáliz.

El glucocáliz tiene apariencia viscosa yaque los azúcares tienden a combinarsecon agua.Funciones:1.Protege a la célula de lesiones químicas y mecánicas.2. Juegan un papel importante en el contacto célula acélula y en la adhesión celular.3. En los organismos pluricelulares el glucocáliz es comoun tipo de “vestido diferencial”, como uniformescaracterístico de un tipo celular con una funcióndeterminada y es reconocido por el resto de las célulasque han de interactuar con ellas.

5. Las células pueden restringir eldesplazamiento de las proteínas demembrana.La membrana es un fluido bidimensional,por lo que muchas de sus proteínas. Añigual que sus lípidos pueden moverselibremente dentro del plano de la bicapalipídica. Esto se puede demostrarfácilmente fusionando una célula de ratóncon una célula humana.

Sin embargo las células disponen de diferentessistemas para confinar determinadas proteínasde membrana en áreas localizadas de la bicapallamadas dominios de membrana.A. Uniéndose a agregadosmacromoleculares delinterior de la célula.B. Del exterior.C. Interactuando con proteínasde superficie de otrascélulas.D. Mediante barreras dedifusión