@IE_DIINHA UNLP 2020/21
1
La membrana plasmática de las células eucariotas es una bicapa.
Diferencias entre bicapa y monocapa:
Monocapa: se orientan con las cabezas polares en contacto con el agua y las colas en
contacto con el aire.
Bicapa: las cabezas en contacto con el medio acuoso y las colas selladas entre sí.
Las membrana tienen una estructura trilaminar, con 2 sitios más densos y uno en el medio menos
denso. Las superficies orientadas hacia el exterior son polares y la capa del medio es no polar.
Se fueron estudiando las membranas de las células y se postularon distintos modelos:
1) Decía que había proteínas por afuera y lípidos en el centro de la membrana. Las proteínas
son rígidas, luego, una membrana rígida no permitiría el paso de sustancia a través de la
membrana
2) Modelo de mosaico fluido: es el modelo actual.
La membrana es una bicapa
Hay transporte a través de la membraba
¿Qué estructuras forman los ácidos grasos y los fosfolípidos?
Ácidos grasos: micelas
Unidos con forma cónica
Fosfolípidos:
Bicapas
Molécula con estructura cilíndrica
Liposoma
Tiene una cavidad acuosa
Interacciones hidrofóbicas estabilizan estas estructuras → se dan entre las colas de los
fosfolípidos.
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
2
Los lípidos de membrana son moléculas anfipáticas que espontáneamente se ensamblan y sellan:
2 Propriedades: auto ensamblado y autosellado
¿Por qué la célula tiene forma de esfera?
Es la estructura tridimensional con menor energía libre.
Si aislamos a la célula de interacciones con otras células y con la
matriz, tomara forma de esfera.
Membrana: es un mosaico fluido constituido por moléculas anfipáticas
intercaladas por proteínas.
Son asimétricas: distinta composición de la que está en
contacto con el exterior y el interior.
La asimetría se la confieren los grupos R de los
fosfolípidos. Los oligosacáridos (carbohidratos)
En la membrana hay:
Proteínas transmembrana
Proteínas periféricas
Proteínas multipaso
Colesterol
Oligosacáridos
Lípidos / fosfolípidos y las proteínas son el componente mayoritario de las membranas.
Cuanto más proteínas tengo en una bicapa, más funcionalidad ella va tener.
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
3
Son compuestos anfipáticos.
Están formados por una cabeza polar y una cola no polar
Glicerol
2 ácidos grasos
1 grupo fosfato y un grupo R
Los fosfolípidos se diferencian en la cabeza polar, en el grupo R. Algunos grupo R pueden añadir
una carga.
Esfingolípidos: en lugar de glicerol tienen esfingol (esfingosina).
Glicerofosfolipidos: acido fosfatídico + grupo R
No todas las membranas son iguales, difieren en su composición.
Esta disposición diferente de los componentes está relacionada con la función de la membrana.
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
4
Componentes de la membrana:
Colesterol: le aporta estabilidad mecánica a la membrana.
Regula la fluidez de la membrana
Cardiolipinas: se encuentran en la membrana mitocondrial interna
Son Fosfolípido doble
Confiere impermeabilidad a las membranas
La funcionalidad de las membranas se la confieren las
proteínas. También depende de la asimetría
de la membrana.
Glucocálix: lamina rica en H de carbono que recubre la superficie externa de las células.
Glicolípidos: abundantes en tejido nervioso
No tienen fosfato
Aminoalcohol + 2 ácidos grasos + H de carbono (oligosacárido)
Puentes disulfuro: cara no citosólica
El citosol es un ambiente muy reducto
La asimetría de membranas está dada por:
Cargas: dadas por algunos fosfolípidos
Fosfolípidos: difieren en los grupos R
Hidratos de carbono
Puentes disulfuro
Cada monocapa tiene preferencia, o sea, va predominar ciertos fosfolípidos:
Monocapa externa
Predominan esfingolípidos y fosfatidilcolina
Monocapa interna
Predominan fosfatidil serina (-) y fosfatidil etanolamina
Citosol:
Hacia inferior
También conocido como cara citosólica
Predominan:
Fosfatidil serina (-)
Fosfatidil etanolamina
Presenta:
Fosfatidil inositol
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
5
Espacio extracelular:
Hacia superior
También conocido como cara no citosólica
Predominan:
Esfingomielina
Fosfatidilcolina
Presenta:
Oligosacáridos (glucocálix)
Puentes disulfuro
Fosfatidil inositol
Solo cuando se encuentra unido a un oligosacárido y a una proteína
La bicapa lipídica es un fluido bidimensional y sus fosfolípidos tienen distintos movimientos:
Difusión lateral → movimientos hacia los lados
Rotación → rota sobre su eje
Flexión → balanceo
Flip-flop → salta de la cara citosólica a la no citosólica
No ocurre frecuentemente
Requiere energía
Debe cruzar con la cabeza hidrofílica la
capa hidrofóbica
Requiere una enzima
Es esencial a la función de la membrana.
Oscila entre 2 estados:
Estado de gel
Estructura más rígida, más estructurada
Difusión de moléculas más ordenada
Se denomina: Paracristalino
Estado fluido
Mucho más desordenado
Difusión de moléculas más desordenada
Sol (soluble)
La
temperatura es la principal causa del desvió de la fluidez de la membrana, o sea, las membranas
van a ser más o menos solubles y van a tener un estado predominantemente en gel o más fluido
dependiendo de la temperatura que tenga en el ambiente.
Para que la membrana sea funcional debo mantener un punto óptimo de la fluidez. Esto punto
óptimo lo voy a regular:
Saturando o insaturando los ácidos grasos de los fosfolípidos
Alargando o acortando las colas de los fosfolípidos
Mucha fluidez:
Disminuyo las insaturaciones
Alargo las colas
Mucho empaquetamiento:
Aumento las insaturaciones
Acorto las colas
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
6
Otro componente muy importante de las membranas que solo encontramos en los animales es
COLESTEROL
Impide el cambio de fase (de fluido a gel)
Regula la fluidez
Cuando bajo la T° y los fosfolípidos se empaquetan, aumenta la fluidez
Evita que se agrupen
Cuando aumento la T° y los fosfolípidos se mueven, disminuye la fluidez
Limita el movimiento
Lípidos → Son la base estructural de la membrana
Proteínas → da la funcionalidad de la membrana
Se clasifican de acuerdo a como interaccionan con la membrana
Proteínas integrales
Para aislar necesito un detergente
Interacciones de sus componentes no polares
Van estar unidas covalentemente a:
Un ácido graso
Un fosfolípido
Una proteína transmembrana
Proteínas periféricas
Ancladas por uniones no covalentes a otra proteína de la membrana
Por lo general se encuentran de un único lado de la membrana
Proteína transmembrana:
Tienen estructura de α-hélice para exponer los grupos R hidrofóbicos hacia afuera
Tienen un dominio intracelular y extracelular hidrofílicos y un dominio transmembrana
hidrofóbico
También hay proteínas transmembrana con estructura de barril-β, en su centro hay un canal
acuoso
1) Asociada a la membrana a través de interacciones hidrofóbicas con los fosfolípidos. Tienen
un enlace covalente con un ácido graso → Es una proteína integral transmembrana.
2) Proteína integral transmembrana multipaso
3) Es una barril-β → tiene un poro en el medio
4) Proteína integral
5) Proteína integral asociada a un ácido graso
6) Proteína integral asociada a la membrana por un enlace fosfodiéster con un glicolípido
7) Proteína asociada por interacciones hidrofóbicas con una transmembrana: es periférica
8) Proteína periférica asociada a una proteína transmembrana por interacciones hidrofóbicas
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
7
Índice hidropático
Se calcula teniendo em cuenta la polaridad de los grupos R de los aa de las proteínas.
Indica la probabilidad de que un ácido graso (porción de esa proteína) sea hidrofílico o
hidrofóbico, por lo tanto, se habló de una proteína transmembrana, me va indicar la
probabilidad que tengo de que una porción de una proteína se encuentre en un espacio
extra o intracelular o atravesando la membrana
Cuando hay proteínas
Unipaso: atraviesan la membrana a través de α-hélices
Multipaso: generalmente cruzan 7 veces la membrana
Otro
componente importante de las MP es el glicocálix:
Esta en la superficie exterior de la celular
Presenta H de carbono formando una cubierta celular
Funciones de H de carbono de membrana:
Reconocimiento
Señalización
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
8
La célula es un sistema abierto que intercambia materia y
energía con el entorno a través de la MP.
Membrana plasmática:
Semipermeable: deja pasar algunos solventes y otros
no.
Selectiva: deja pasar determinados solutos y otros no.
Hay compuestos que atraviesan libremente la membrana y
compuestos que no:
Moléculas hidrofóbicas: atraviesan tranquilamente la
membrana.
Moléculas polares pequeñas sin carga neta: cruzan la
MP
Moléculas polares grandes: no atraviesan
Iones: no atraviesan.
Proteínas transmembrana → tienen 3 dominios
Extracelular hidrofílico
Transmembrana hidrofóbico
Intracelular hidrofílico
Hay:
Carrier: cambian su conformación
No forman canales acuosos
Ping pong
Alterna de una superficie a la otra el sitio de reconocimiento del soluto que
transporta
Proteínas canal: cambian su conformación
Forman canales acuosos
Se abre o cierra un canal acuoso
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
9
Los canales iónicos cambian su conformación. Tendremos:
Los que cambian de un estado abierto a cerrado
Cuando está cerrado no me deja pasar nada
Cuando está abierto forma canales acuosos
Los que pasan de un estado abierto a uno cerrado y uno inactivado.
Cerrado: no pasa ningún componente
Abierto: pasa los componentes
Inactivado: no se cierra sino que se inactiva
Se recupera cuando la membrana se repolariza
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
10
Los canales están regulados. Pueden tener una regulación:
Positiva / activadora
Negativa / inhibidora
Hay canales regulados por:
Voltaje: ante un cambio de polaridad/voltaje de la membrana, el canal se abre.
Ligando: necesita la unión de un ligando específico para que se abra
Tensión: recepcionan un cambio en la célula
Ej.: cuando por osmosis entra mucha agua a la célula, la presión realizada conta la
membrana abre canales de iones para equilibrar la osmolaridad y frenar el ingreso
de agua
Los
canales son solamente de iones. Son específicos de 1 ion.
Por los canales catiónicos no pueden pasar aniones y viceversa.
Los canales tienen un polo cargado para atraer iones.
Tiene restricciones:
Carga
Tamaño
El tamaño de un ion en medio acuoso no es su radio atómico sino la
esfera de solvatación.
Ion + H2O circundante
Para poder entrar al canal, debo eliminar el H2O circundante, para eso los canales tienen una
región con oxígeno, en la zona de fallo que está mirando a la luz del canal. Desplazan las
moléculas de agua que está unida al ion.
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
11
Los aa ácidos que hay en los extremos de las α-hélice actúan como receptores de voltaje. Al
cambiar el voltaje del medio, cambia la carga del aa y la conformación de la proteína.
Ej.: canal de K → El Na es menor en tamaño que el K, pero al ser más pequeño no puede
establecer contacto con todas las paredes del canal para eliminar H2O, por lo tanto, el
diámetro seta el de la esfera de solvatación del sodio y por eso el Na no pasa por un canal
de K.
A través del canal, los iones pasan a favor del gradiente electroquímico por
transporte pasivo.
El transporte se produce hasta alcanzar el equilibrio.
En un ambiente electroquímico voy a tener 2 componentes:
Componente eléctrico: se da por mover cargas positivas o negativas de un lado de la
membrana haciendo que el interior de la célula tenga carga positiva o negativa
Gradiente químico: es la concentración del soluto que necesito pasar de un lado a otro de
la membrana
Hay 2 tipos de transporte:
Transporte pasivo
A favor del gradiente de concentración
No necesita energía (libera energía)
Ocurre espontáneamente
Difusión simple
Pasan a través de la membrana por los fosfolípidos
• (Agua, urea, glicerol, O2, N2, etc.)
+ concentración
+ velocidad
+ gradiente
Difusión facilitada
Pasan a través de una proteína
• Facilita el transporte
Depende de la polaridad y tamaño
La curva de velocidad actúa como una enzima, o sea, tiene una Vmáx
Proteína canal
• No interactúan químicamente con la molécula que transportan
Proteínas transportadoras (Carrier):
• Se unen químicamente a la molécula que transportan
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
12
Las proteínas transportadoras se
asemejan a las enzimas
Puedo inhibirlas (inhibidor competitivo o no competitivo)
Tienen velocidad máxima
El substrato NO se convierte en producto, sino que pasa como esta.
Transporte activo
Es en contra del gradiente electroquímico
Necesita energía
No hay canales
Tiene cinética de saturación porque esta mediado por proteínas (Vmáx)
Proteínas transportadoras → es transporte activo si debo hacer el cambio de conformación,
si debo realizar trabajo
¿Como obtengo la energía?
De 2 formas:
Por hidrolisis del ATP
Por la disipación de un gradiente
De donde obtengo la energía, me dice se va ser un transporte:
Primario: depende de la hidrolisis de ATP
Secundario: para funcionar depende de un transporte primario → COTRANSPORTE
Impulsado por la disipación del gradiente de una sustancia a favor de su gradiente
que impulsa un movimiento en contra del gradiente
Se ambos transportadores (activo y pasivo) se mueven:
En la misma dirección: simporte
En diferente dirección: antiporte
Eucariotas: la disipación del gradiente de SODIO produce transporte
Procariotas: la disipación del gradiente de PROTONES sirve para impulsar un
transporte secundario, al igual que en las mitocondrias
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
13
Transporte transcelular de glucosa:
Transporte secundario
En el intestino
Las proteínas que transportan glucosa al interior de la célula se encuentran en la
superficie apical.
Estas proteínas permiten simultáneamente la entrada de glucosa ayudada por la disipación
del gradiente de sodio.
La glucosa sale de la célula por una proteína transportadora (transporte pasivo)
Transportadores impulsados por Na que regulan el pH citosólico
Cuando el pH disminuye → la célula se acidifica
Transportadores independientes del Na que regulan el pH citosólico
Cuando el pH aumenta
Están fosforiladas.
El cambio de conformación de la proteína esta dado por la
fosforilación/desfosforilación.
Hay:
ATPasa Na/K
ATPasa Ca
ATPasa H/K
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
14
ATPasa Na/K
Con gasto de ATP, ingresa 2 K y elimina 3 Na
Esta bomba va mantener las
Na y K
Volumen celular
Contribuye a la polaridad (ingresa 2 (+) y expulsa
3(+))
Es electrogénica → contribuye al potencial
de
membrana de la célula.
@IE_DIINHA UNLP 2020/21
15
ATPasa de Ca
Saca calcio de la célula
La mayor concentración de Ca está en el exterior celular
Es importante en la contracción muscular
El Ca actúa como señalizador, cuando aumenta intracelularmente generando señales
Procesos Ca dependientes:
La contracción muscular
La fecundación
La división celular
La regulación de procesos de secreción
ATPasa H/K
Transporte activo primario
Impulsado por la hidrolisis de ATP
Tiene como función sacar H e ingresar K
ATPasa de tipo V
Están en los compartimientos vasculares
Este documento contiene más páginas...
Descargar Completo
7. Membrana Plasmatica @ie_diinha.pdf
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.
Descargar
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.