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MEMBRANAS BIOLÓGICAS
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Las membranas están formadas por una bicapa de fosfolípidos (moléculas con colas hidrofílicas
y cabezas polares) colesterol y proteínas (depende de su estructura y ubicación tendrán
diferentes funciones, las membranas están polarizadas (distribución variada de las proteínas),
en la membrana encontramos también uniones estrechas y herméticas (que no pasará
sustrato) dándole a la membrana una cierta direccionalidad (otro motivo de la polarización) y
ayuda a ordenar el tránsito de moléculas/sustrato
COMPOSICIÓN DE LA MEMRBANA:
GLUCOLÍPIDOS
GLUCOPROTEINAS
OLIGOSACARIDOS
PROTEINAS PERIFERICAS
PROTEINAS INTEGRALES
FOSFOLÍPIDOS
COLESTEROL
COMO ESTÁN COMPUESTOS LOS FOSFOLÍPIDOS
Los fosfolípidos están formados por triacilgliceroles, los fosfolípidos con carga negativa estarán
en la hemicapa interior de la membrana, del lado del citosol, mientras que los que tienen carga
neutra se encuentran mayormente en la hemicapa externa
Tiene 3 grupos acilos, estarán presentes en la cabeza, el más común es la fosfatidilcolina
COLESTEROL
Son 4 anillos unidos entre sí (dos de 6 y uno de 5), La cabeza polar está representada por un
grupo alcohol (OH), los anillos formarán la estructura rígida, y estarán unidos a una cola
hidrocarbonada no polar. Los animales tenemos colesterol, las plantas estigmaesterol y los
hongos ergoesterol, las bacterias no tienen esteroles en su membrana.
Un colesterol mide aproximadamente 2 nanómetros (2x10-9 mts)
La cabeza se posiciona tomando contacto con la cabeza polar de un fosfolípido en donde
empiezan las colas, de esta forma la estructura rígida puede formar enlaces, endureciendo las
las colas de un fosfolípido
Las membranas tienen una consistencia como la de un gel (ordenada), pero es maleable y
variable y frente a el calor, una membrana adquiere una consistencia más similar a la de un
fluído dónde se pierden las interacciones y las colas estarán más desordenadas (La
temperatura es un factor que varía la rigidez de una membrana). La presencia de colesterol
aporta a la estabilidad de la membrana dándole más rigidez.
FUNCIONES DEL COLESTEROL:
• Inmoviliza los primeros pocos grupos hidrocarbonados de las moléculas de fosfolípidos
• Hace que la bicapa lipídica sea menos deformable
• Disminuye su permeabilidad para pequeñas moléculas solubles en agua. Sin colesterol
(como en una bacteria) la célula necesitaría una pared celular
• El colesterol previene la cristalización de hidrocarburos y cambios de fase en la
membrana
FLUIDEZ DE LA MEMBRANA
• Longitud de las colas de los ácidos grasos: +Larga= -Fluidez
• Grado de saturación: +Saturada= Menos Fluidez
• Cantidad de colesterol: +Colesterol= -Fluidez
• Temperatura: +Temperatura=+Fluidez
MOVIMIENTOS DE LA MEMBRANA
Las membranas son dinámicas, esto quiere decir que existen movimientos de los fosfolípidos:
• Flip Flop: Un fosfolipido pasa de una hemicapa a la otra. Probabilidad de ocurrencia:
10^5 s = 1 cada 100000 segundos
• Desplazamiento lateral: Un fosfolipido cambia su posición dentro de la misma
hemicapa. Probabilidad de ocurrencia: 10-6 s = 1 cada 0,0000010 segundos
• Flexion de las colas: Como indica su nombre las colas hidrocarbonadas de los
fosfolípidos de flexionan. Probabilidad de ocurrencia: 10-9 s= 0,0000000010
BALSAS LIPÍDICAS
Las balsas lipídicas son secciones de la membrana en donde su espesor aumenta debido a
la presencia de fosfolípidos específicos que permitirán la inserción de proteínas
transmembrana durante la transducción de señales, luego se desarman
LOS DIFERENTES TIPOS DE FOSFOLÍPIDOS AYUDAN A LA CURVATURA DE UNA
MEMBRANA
Dependiendo del tamaño de su cabeza polar algunos fosfolípidos tenderán a hacer que la
membrana se curve, mientras que la fosfatidilcolina tiene una cabeza más grande y por lo
tanto puede hacer que la membrana quede recta cuando interactúan entre moléculas, la
fosfatidiletanoalamina que tiene una cabeza más pequeña interactuará con otras
moléculas iguales curvándose, por eso cuando la membrana se curva es porque hay
presencia de fosfatidiletanoalamina en la hemicapa interna de una membrana
FORMACIÓN DE UN LIPOSOMA
Si colocamos una bicapa lipídica planar en agua, las colas hidrocarbonadas no podrán
interactuar con el agua, por lo que energéticamente hablando le va a convenir empezar a
curvarse cada vez más hasta que las colas
hidrocarbonadas de los extremos interactúen entre ellas y así llegar a una forma
energéticamente favorable, formando una esfera. Lo mismo para la formación de una
micela, pero estas están formadas por una sola hemicapa de fosfolípidos
COMO SEPARAR LÍPIDOS DE UNA BICAPA
Si se usa un solvente orgánico (que pueda interactuar con agua) entonces de esa forma se
aíslan las proteínas y oligosacáridos en un residuo que será eliminado, quedando solo con
los fosfolípidos, luego se evapora ese solvente y quedarán solamente fosfolípidos, con esto
podemos hacer dos cosas:
• Tirar los fosfolípidos al agua y formar un liposoma
• Suponiendo que se tiene un vaso de bohemia con un plástico que divide el vaso en
dos compartimentos y que tiene una abertura muy pequeña en el, se pueden
disolver los fosfolípidos en un solvente y aplicarlos en el poro anteriormente dicho,
al ya haber un soporte los fosfolípidos se van a agrupar como una bicapa lipídica y
eso permitirá hacer estudios del transporte de sustancias a través de la membrana
DETERGENTES
Para solubilizar una membrana, se utilizan detergentes
Las micelas no tendrán monómeros de detergente, hasta que se alcanza una
concentración de detergente en solución que provocará que todos los monómeros de
detergente se reordenen formando una micela, este valor es la CONCENTRACIÓN MICELAR
CRÍTICA (CMC). A partir de ese punto, no aumentará la cantidad de monómeros de
detergente sueltos en solución, ya que cada vez que se agregue un monómero este pasará
a formar parte de esa micela.
• Por debajo de la CMC los monómeros de detergente interactuarán con las
proteínas transmembrana, va a disolver la membrana separando al fosfolípido de
la proteína.
• Por encima del CMC se van a formar micelas en torno a las proteínas
TIPOS DE PROTEÍNAS DE MEMBRANA
• Proteínas integrales de membrana: Tienen subunidades transmembrana
• Proteínas de membrana periféricas: Extracelulares o intracelulares, estarán de un
lado o de otro de la membrana
• Proteínas ancladas a GPI/Lípidos: Se encontrarán ancladas a grupos que están
asociados a un fosfolípidos
PROTEÍNAS INTEGRALES DE MEMBRANA
Formarán hélices alfa en la porción transmembrana para poder interactuar con las colas
hidrocarbonadas de la membrana, y hojas beta en su parte que está por fuera de la
membrana, adoptan estas formas ya que las hélices alfa se unen entre ellas formando una
hélice por EDH, lo que dejará la porción apolar del aminoácido expuesto, y esto le
permitirá interactuar con las colas hidrocarbonadas.
Estas se pueden clasificar según su función en:
• TRANSPORTADORAS: Bombean moléculas dentro y fuera de la célula
• DE ANCLAJE: Une las proteínas periféricas a la membrana y las fija
• RECEPTORAS: Generan señales intracelulares (Crecimiento, División, etc.)
• ENZIMAS: Catalizan reacciones intracelulares
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