5. membrana celular 1

MEMBRANA CELULAR

• Las membranas están generalmente rodeadas por un medio acuoso, por lo que las moléculas de fosfolípidos se disponen formando una bicapa de 7-9 nm de grosor, no visible al microscopio óptico.

• Para su estabilidad resultan desfavorable la cohesión de los ácidos grasos saturados

• Composición:

• Las dos caras de la membrana difieren en composición química. – Las dos capas generalmente tienen concentraciones

diferentes de distintos tipos de lípidos y proteínas. – En muchas clases de células, la capa externa es

particularmente rica en moléculas de glucolípidos.

• Todas las membranas tienen la misma estructura básica. Se diferencian en el tipo de lípidos y número y tipo de proteínas y carbohidratos, lo cual depende de la función de la organela o de la célula.

FOSFOLPIDOS Y COLESTEROL

• Las membranas están generalmente rodeadas por un medio acuoso, lo que hace que las moléculas de fosfolípidos se dispongan formando una bicapa.

• De acuerdo con el modelo del mosaico fluido, las membranas celulares, estructuras fluidas y dinámicas, se forman a partir de estas bicapas de fosfolípidos, en las cuales están embutidas moléculas de proteínas y de colesterol.

• Los fosfolípidos presentan una distribución asimétrica en la membrana, siendo unos tipos más abundantes o diferentes en el exterior y otros en el interior.

• Los fosfolípidos tienen dos tipos de desplazamientos:– Difusión lateral– Cambio de capa

DIFUSION LATERAL:

• Ocurre dentro de la misma capa molecular.

• Cada fosfolípido puede intercambiarse con la vecina en el orden de unas diez veces por segundo.

• La difusión lateral es la responsable de la fluidez de la bicapa.

• La difusión lateral está condicionada por tres factores:– Número de dobles enlaces

en el ácido graso de la cola, tal que a mayor insaturación mayor fluidez. La viscosidad está condicionada por la presencia de pocos dobles enlaces.

– Presencia de colesterol, que permite la fluidez (anticongelante) y da estabilidad a la membrana.

– Una temperatura que oscile dentro de unos márgenes térmicos determinados. A menor temperatura menor fluidez.

CAMBIO DE CAPA:

• De la superficie inferior a la superior o viceversa, lo que se conoce como flip-flop.

• Este tipo de movimiento es restringido y poco frecuente.

• Una capa molécula lipídica concreta no cambiará de capa más de una vez por semana.

GLÚCIDOS DE MEMBRANA

• Oligosacáridos y polisacáridos (GLUCOCÁLIX).• Se unen a otras moléculas:

– Glúcidos + Proteínas = Glucoproteínas – Glúcidos + Lípidos = Glucolípidos.

• En el exterior del glucocálix se encuentra la matriz extracelular formada por colágeno, elastina y otras proteínas.– Un tipo especial rico en colágeno, es la lámina basal a la

que se unen las células epiteliales.

FUNCIONES:

• Adhesión: de células entre sí.• Inhibición por contacto: formación de tejidos en

embriones.– En las células cancerígenas está alterada esta función.

• Antígena: fija anticuerpos que determinan el comportamiento inmunológico de la célula.

• Histocompatibilidad: rechazo de implantes.• Receptora: de moléculas (hormonas), agentes

patógenos (virus, bacterias) o sus toxinas.• Reguladora: del crecimiento y la

reproducción celular.

PROTEINAS DE MEMBRANA

• FUNCIONES:– Túnel: permite paso de moléculas hidrófilas– Bombas: transporte de iones en ambos sentidos.– Enzimas: catalizar procesos metabólicos– Receptoras: capta mensajes químicos

• TIPOS:– Proteínas integrales– Proteínas periféricas

PROTEÍNAS INTEGRALES:

• Presentan una parte de su molécula incluida en la bicapa lipídica.

• Son anfipáticas.• Pueden penetrar parcialmente en el seno de la bicapa o

atravesarla totalmente y sobresalir a ambos lados de la membrana (proteínas transmembranales)

• La zona inmersa en la bicapa es rica en aminoácidos hidrófobos que interactúan con las colas de los fosfolípidos.

• La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dos configuraciones básicas: – una hélice alfa – una estructura globular terciaria.

Hélice alfa Globular terciaria

HÉLICE ALFA:

• La hélice alfa está embutida en el interior hidrofóbico de la membrana, con porciones hidrofílicas menos regulares que se extienden a uno u otro lado y están, a menudo, extensamente plegadas en una intrincada estructura terciaria.

GLOBULARES:

• La otra configuración se encuentra en moléculas globulares grandes que poseen estructuras cuaternarias o terciarias complejas, resultantes de "pasajes" repetidos a través de la membrana.

• Las porciones de estas proteínas embutidas en el interior hidrofóbico de la bicapa son segmentos de hélice alfa apretadamente enrollados.

• Aunque las superficies embutidas en contacto con la bicapa lipídica siempre son hidrofóbicas, las porciones interiores de algunas proteínas globulares son aparentemente hidrofílicas; esto permite la existencia de "poros" a través de los cuales ciertas sustancias polares pueden cruzar la membrana.

PROTEÍNAS PERIFÉRICAS:

• Se encuentran en el lado citoplasmático de la membrana.

• Están ligadas a parte de las proteínas integrales que sobresalen de la bicapa, o a proteínas transmembranales.

• Se sitúan hacia el exterior de la bicapa debido a que su extremo molecular rico en aminoácidos hidrófilos, interacciona con la parte polar (cabeza) de los fosfolípidos.

• Predominan las proteínas globulares.