BIOMEMBRANA CELULARI.INTRODUCCINProcariotas y eucariotas presentan membrana plasmtica.Los procariotas, slo presentan membrana plasmtica rodeando la clula.Eucariotas, presentan membrana plasmtica rodenado la clula, en organelas y envoltura nuclear.La membrana plasmtica es una estructura muy delgada y frgil de 5-10 nm de espesor.

Fig. 5-1(Membrana Citoplasmtica)

2.FUNCIONES DE LA BIOMEMBRANADivisin en compartimientos.Sitios para actividad bioqumica.Provisin de una barrera como permeabilidad selectiva.Transporte de solutos.Respuesta a seales externas.Interaccin celular.Trasduccin de energa.

Fig. 4-2

3.HISTORIA DE LOS ESTUDIOS DE LA BIOMEMBRANAErnst Overton (1890), Primeras nociones de la naturaleza qumica de la memb. Cel. externa.Gorter y Grendel (1925), demostraron presencia de bicapa de lpidos.Davson y Daniell (1950) sugirieron la presencia de protenas y poros en la bicapa de lpidos.Singer y Nicolson (1972), propusieron el modelo celular de mosaico fluido (persiste hasta la actualidad).

Fig. 4-3Fig. 4-4

4.COMPOSICIN LIPDICA Y ORGANIZACIN ESTRUCTURAL DE BIOMEMBRANALa bicapa lipdica est formada por fosfolpidos, constituyendo dos capas y hojuelas.En cada hojuela, las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolpidos forman un ncleo hidrfobo de 3 a 4 nm de espesor.La bicapa tiene dos propiedades: El ncleo hidrfobo evita la difusin de solutos en agua (hidrfilos)La estabilidad, la estructura de bicapa es mantenida por interacciones de Van der Waals entre las cadenas de lpidos

4.COMPOSICIN LIPDICA Y ORGANIZACIN ESTRUCTURAL DE BIOMEMBRANALas membranas de diferentes tipos celulares exhiben diversas formas:Pueden ser suaves y flexibles.Formar cilios o flagelos.Los axones estn envueltos por vainas de mielina.La biomembrana posee una cara interna (orientada hacia el interior del compartimiento) y una cara externa (de la superficie orientada al medio).Las dos superficies son denominadas cara citoslica y cara hexoplasmica.

Fig. 5-4

5.EN LAS BIOMEMBRANAS SE PUEDEN ENCONTRAR TRES CLASES DE LPIDOSLa biomembrana se construye a partir de fosfogliceridos, esfingo lpidos y esteroides.Las tres clases de lpidos son molculas anfipticas (ya que tienen una cabeza polar hidrfila, y una cola hidrfoba), pero se diferencia en su estructura qumica, abundancia y funciones.Los fosfogliridos, son los ms abudantes y derivan del glicerol-3-fosfato (fosfatidil colina, etanol amina, plasmalgenos).Los esfingolipidos, derivan de la esfingosina (esfingomielina, glucolpidos glucocrebrsidos, ganglisidos).Los esteroides, el colesterol y derivados son los ms importantes.

Fig. 5-5

6.EN LAS BIOMEMBRANAS, LA MAYORA DE LPIDOS Y MUCHAS PROTENAS TIENEN MOVILIDAD LATERALEn cada bicapa de lpidos su movimiento trmico permite a las molculas lipdicas rotar libremente alrededor de sus ejes y difundirse lateralmente dentro de cada hojuela.Debido a su movimientos laterales y rotacionales en cada bicapa, las cadenas de los acilos grasos permanecen en interior hidrfobo de la bicapa.Una molcula lipidica intercambia de lugar con sus vecinas en una hojuela unas 107 veces / seg. y se difunde varios micrometros / seg. a 37 C.Los desplazamiento laterales de lpidos y protenas de las biomembranas se cuantifican por la tcnica de recuperacin de fluorescencia, luego de fotodecoloracin (FRAP)

Fig. 5-6

7. EN LAS BIOMEMBRANAS, SU COMPOSICIN LIPDICA INFLUYE EN SUS PROPIEDADES FSICASCada biomembrana tiene propiedades nica debido a la mezcla particular de lpidos y protenas:Ejm. Biomembranas del Aparato de Golgi con las RE, sus diferencias se deben a que el RE sintetiza fosfolpidos y el A. Golgi sintetiza esfingolpidos.Las diferencias tambin se deben a la especializacin funcional de la membrana:Ejm. Biomembrana de clulas epiteliales absorbentes del intestino, exhiben regiones diferentes en la regin vaso lateral (interaccin celular).La capacidad de los lpidos de difundirse lateralmente en la bicapa se comportan como fluidos, lo cual depende de la composicin lipidica, de la estructura de las colas hidrofbicas y de la temperatura.

Las interacciones de Van der Waals y el efecto hidrfobo provocan la agregacin de las colas no polares de los fosfolpidos.Las cadenas saturadas largas de acillos grasos tienden a agruparse estrechandose firmemente hasta el estado de gel.Los fosfolpidos con cadenas de acilos grasos cortas forman bicapas ms fluidas.Las inflexiones de las cadenas de acillos grasos no sarutados, forman interacciones de Var de Waals menos estables que son ms fluidas con otros lpidos.Cuando se calienta una bicapa altamente ordenada tipo gel, se produce movilidad molecular cada vez mayor de las colas de los acillos grasos, haciendo que sufran una transicin a un estado ms fluido y desordenado.El colesterol es esencial para mantener la fluidez de biomembranas naturales, las cuales son esenciales para el crecimiento y reproduccin normal de la clula.

Las molculas del colesterol estn intercaladas entre los fosfolpidos restringiendo los movimiento aleatorios de las cabezas de los fosfolpidos en la superficie externa de las hojuelas.El colesterol es una molcula anfiptica que a concentraciones normales, las interacciones del anillo esteroideo con las colas hidrfobas largas de los fosfolpidos inmovilizan estos lpidos y disminuyen la fluidez de las biomembranas.A bajas concentraciones de colesterol, el anillo esteroide separa y dispersa las colas fosfolipdicas provocando que las regiones internas de la membrana sean ms fluidas.La composicin lipdica de la bicapa influye en su espesor, el cual a su vez incluye en la localizacin de protenas en la membrana.

De la composicin lipdica de la bicapa tambin depende su curvatura local que se relaciona con el tamao relativo de las cabezas polares y de las colas no polares de los fosfolpidos constituyentes.Lpidos con colas largas y cabezas grandes tienen forma cilindrica, y lpidos con colas pequeas tienen forma de cono; por lo que bicapas compuestas de lpidos cilndricos son relativamente planas, mientras que las de forma de cono forman bicapas curvadas.

Fig. 5-7Fig. 5-8

7. LPIDOS DE LA BIOMEMBRANA SE DISTRIBUIRSE DE FORMA DESIGUAL ENTRE HOJUELAS EXOPLASMICA Y CITOSLICASEn todas las membranas, la composicin lipdica es asimtrica a los largo de la bicapa, los fosfolpidos casi siempre son ms abundantes en una u otra hojuela, lo cual tiene relacin con la fluidez que influye con la curvatura de la membrana.El colesterol se distribuye de manera mas equitativa entre ambas hojuelas que los fosfolpidos.La abundancia de fosfolpidos en las hojuelas de la membrana plasmtica se determina en base a la susceptibilidad de la hidrlisis por fosfolipasa.

Fig. 5-9

8. EL COLESTEROL Y ESFINGOLPIDOS SE AGRUPAN CON PROTENAS ESPECIFICAS EN MICRODOMINIOS DE MEMBRANAEn cada hojuela de una bicapa de membrana; el colesterol y esfingomielina, forman microdominios denominados bolsas lipdicas (rafts lipidic) rodeados por otros fosfolpidos mas fluidos.Las bolsas lipdicas son heterogeneas en tamao, y tienen un dimetro tpico de 50 nm.Los rafts, adems de su enriquecimiento en colesterol y esfingolpidos, tambin tienen muchos tipos de protenas receptoras de la superficie celular y protenas sealizadoras que se unen a los receptores.Estos microdominios, se cree que facilitan la deteccin de seales qumicas del ambiente externo y la activacin subsecuente de eventos citosolicos.Fig. 5-10

9. COMPONENTES PROTEICOS DE BIOMEMBRANASLas protenas de biomembrana se definen por su localizacin en la superficie o en el interior de la bicapa fosfolipdica.Las protenas de una membrana son responsables de sus actividades distintivas.La densidad y dotacin de protenas de biomembranas varan segn el tipo de clula y su ubicacin subcelular de la membrana.Algunas protenas estn enterradas en la bicapa de lpidos; otras estn asociadas con la hojuela exoplsmica o citoslica.Los dominios proteicos de la superficie extracelular de la membrana plasmtica se unen a otras molculas y a molculas de adhesin de otra clula o del ambiente externo.Los dominios dentro de la membrana plasmtica que forman canales y poros mueven molculas dentro y fuera de la clula.Los dominios que se extienden a lo largo de la cara citoslica tienen muchas funciones

10. LAS PROTENAS INTERACTAN CON LAS MEMBRANAS DE TRES MANERAS DIFERENTESDe acuerdo a la naturaleza de interacciones entre la membrana y la protena, se clasifican en tres categoras:Protenas integrales de membrana: Tienen 3 segmentosDominios citoslicos y exoplasmicos: Tienen superficies exteriores hidrfilasInteractan con soluciones acuosas en las caras citoslicas y exoplasmicas de la membrana.Dominio que atraviesa la membrana (3 mm de grosor): Contienen muchos aa hidrfobos cuyas cadenas laterales se proyectan hacia afuera e interactan con el ncleo hidrocarbonado de la bicapa.Constan de una o mas -hlices, o de mltiples cadenas .La mayoras de las protenas estn glucosidadas localizadas en dominios exoplasmicos.

10. LAS PROTENAS INTERACTAN CON LAS MEMBRANAS DE TRES MANERAS DIFERENTESb) Protenas de membrana ancladas a lpidos:Se unen covalentemente a una o ms molculas de lpidos: La protena de membrana se ancla a la cadena hidrofoba de lpido que est inmersa en una hojuelaLa cadena polipeptidica de la protena no entra en la bicapa fosfolipdica

c) Las protenas perifricas de membrana:Suelen unirse a la membrana mediante interacciones:Indirecta, con protenas integrales de membranaDirecta, con las cabezas de los lpidosSe localizan en la membrana con las caras citoslicas o exoplasmicasPermiten que los filamentos citoesquelticos se asocien en forma laxa con la cara citoslica.Tambin desempean una funcin en la comunicacin interior y exterior de la clula.Fig. 5-11

11. LAS -HLICES DE LAS PROTENAS TRANSMEMBRANA INMERSAS EN LA MEMBRANA SON LAS PRINCIPALES ESTRUCTURAS SECUNDARIASLas protenas integrales con dominios de -hlice que atraviesan la membrana se insertan en la membrana mediante dos tipos de interacciones:Hidrofobas, con lpidos especficos.Inicas, con cabezas polares de los fosfolpidos.Ejm. de protenas transmembrana o integrales:Glucoforina-A, (membrana plasmtica de eritrocito)Bacteriorrodopsina, (bacterias fotosintticas).

Fig. 5-12Fig. 5-13

12. MLTIPLES CADENAS BETA QUE ATRAVIESAN LA MEMBRANA FORMAN BARRILES EN LAS PORINASLas porinas:Son una clase de protenas transmembrana con estructura diferente a otras protenas integrales.Se encuentran en la membrana exterior de bacterias Gram negativas (proporcionan canales para pasaje de disacridos, fosfatos, etc.), mitocondrias y cloroplastos.Presentan secuencias de AA polares sin segmentos hidrofobos.Son trimeros de subunidades identicas.En cada subunidad, 16 cadenas beta forman una estructura con forma de BARRIL con un poro central .Tienen un interior hidrfilo (hacia afuera), y un exterior hidrfobo.

12. MLTIPLES CADENAS BETA QUE ATRAVIESAN LA MEMBRANA FORMAN BARRILES EN LAS PORINASLas porinas:En un monomero de porina:Los grupos laterales orientados al exterior del monmero sobre cada una de las cadenas son hidrfobos y forman una banda no polar tipo cinta que circunda el exterior del barril.Los grupos laterales orientados hacia el interior del monmero de porina, son predominantemente hidrfilos, revisten el poro a travs el cual molculas pequeas solubles en agua atraviesan la membrana.Las acuoporinas:Se encuentran en la membrana plasmtica de clulas animales:Contienen un canal acuoso con mltiples -hlices transmembrana.Se diferencian estructural y funcionalmente con las porinas porque slo transportan aguaFig. 5-14

13. LAS CADENAS HIDROCARBONADAS DE LOS LPIDOS UNIDAS COVALENTEMENTE ANCLAN ALGUNAS PROTENAS A LAS MEMBRANASEn las protenas ancladas por lpidos:Las cadenas hidrocarbonadas de los lpidos se insertan en la bicapa.Las protenas en si mismas no penetran la bicapa.

Las protenas de las superficies citoslicasUn grupo de protenas citoslicas esta anclado a la cara citoslica por un grupo acilograso unido a la glicina N-terminal.Un segundo grupo de protenas citoslicas est anclado por un grupo acilograso no saturado fijado al residuo de cisteina cerca del C-terminal.

13. LAS CADENAS HIDROCARBONADAS DE LOS LPIDOS UNIDAS COVALENTEMENTE ANCLAN ALGUNAS PROTENAS A LAS MEMBRANASUn tercer tipo de grupo de anclaje se da entre:Algunas protenas de la superficie extracelular y los proteoglucanos altamente glucosilados de la matriz extracelular (GPI = Glucosilfosfatidil inositol).Las estructuras de anclaje de GPI varan en diferentes tipos de clulas, pero siempre tienen PI (fosfatidil inositol)Las dos cadenas de acilos grasos del PI, se extienden hacia el interior de la bicapa lipidica.

Fig. 5-15

14. EN LA BICAPA, TODAS LAS PROTENAS TRANSMEMBRANA Y LOS GLUCOLPIDOS ESTN ORIENTADOS ASIMTRICAMENTELas protenas ancladas por lpidos se ubican asimtricamente respecto a las caras de las membranas celulares.Cada tipo de protenas transmembrana tiene una orientacin especfica respecto a las caras de la membrana.La asimetra en la orientacin de las protenas transmembrana :Mientras una misma parte de una protena en particular un extremo de la cadena polipeptidica esta orientada hacia el citosol, la otra parte del otro extremo de la cadena polipetidica da hacia el espacio exoplasmtico.Le confiere diferentes propiedades a las dos caras de la membrana.Se establece durante la biosntesis y su insercin dentro de la membrana se mantiene durante toda la vida de la protena.

14. EN LA BICAPA, TODAS LAS PROTENAS TRANSMEMBRANA Y LOS GLUCOLPIDOS ESTN ORIENTADOS ASIMTRICAMENTEMuchas glucoprotenas transmembrana (P - CH)Contienen las cadenas de carbohidratos unidas covalentemente a las cadenas laterales de serina, treonina o asparragina del polipptido.Las cadenas de carbohidratos se encuentran en el dominio exoplasmico.

Los glucolpidos (Lip CH)La cadenas de carbohidratos que est adherida al glicerol, o la esfingocina se ubican en la hojuela exoplasmica, proyectndose la cadena de carbohidratos desde la superficie de la membrana

14. EN LA BICAPA, TODAS LAS PROTENAS TRANSMEMBRANA Y LOS GLUCOLPIDOS ESTN ORIENTADOS ASIMTRICAMENTELas glucoprotenas y Glucocarbohidratos:Son abundantes en la membrana plasmtica eucariota.Estn ausentes en la membrana mitocondrial interna y laminillas de cloroplastos, y otras membranas intracelulares.Las cadenas de carbohidratos de la membrana plasmtica pueden interactuar con los componentes de la matriz extracelular, lectinas, factores de crecimiento, anticuerpos.Un ejemplo de las interacciones son las reacciones de los antgenos de los grupos sanguneos.

Cuadro 5-2Fig. 5-16

15. LAS INTERACCIONES DE LAS PROTENAS INTEGRALES CON EL CITOESQUELETO , IMPIDEN SU MOVILIDAD EN LA MEMBRANA PLASMTICALa movilidad de las protenas integrales de la membranma plasmtica esta restringida por sus interacciones con el citoesqueleto.En la membrana existen protenas integrales inmviles y mviles:Algunas protenas integrales permanecen inmviles en la membrana porque estn unidas permanentemente al citoesqueleto.Del 30 90% de todas las protenas integrales de la membrana plasmtica, se mueven con libertad segn el tipo de clula.En las protenas mviles, las interacciones que las une se rompen y reconstruyen a medida que las protenas se difunden lateralmente en la membrana plasmtica.

BIOMEMBRANA CELULAR(ORGANIZACIN ESTRUCTURAL Y FUNCIONES BSICAS)1.PRINCIPIOS BSICOS DE LA ORGANIZACINDE LOS FOSFOLPIDOS DE BIOMEMBRANASLos fosfolpidos son los componentes lipdicos principales de la mayora de biomembranasToda membrana celular forma un compartimiento cerrado con una cara citoslica y otra exoplasmticaTodas las protenas integrales y los glucolpidos se unen de manera simtrica a la bicapa lipdicaLa composicin fosfolpidica es diferente en las dos hojuelas de las biomembranas.La mayora de los lpidos y protenas integrales tienen movilidad lateral en las biomembranasLa fluidez de las biomembranas depende de la temperatura y su composicinLa membrana plasmtica tiene muchas funciones comunes en todas las clulas.

BIOMEMBRANAS(ORGANIZACIN ESTRUCTURAL Y FUNCIONES BSICAS)II.PRINCIPIOS BSICOS DE ORGANIZACINDE LAS PROTENAS DE BIOMEMBRANASLas protenas interactan con las biomembranas de diferentes manerasLas helices hidrfobas de las protenas transmembrana estn incluidas en la bicapa.Muchas protenas integrales contienen mltiples helice transmembrana.Las hebras mltiples de las porinas forman barriles que se extienden de una supericie a otra de la biomembranaLas cadenas de hidrocarburo unidas por enlaces covalentes anclan algunas protenas a la biomembrana.Algunas protenas perifricas son enzimas solubles que actan sobre componentes de la biomembrana.

BIOMEMBRANASI. PRINCIPIOS BSICOS DE ORGANIZACIN DE LOS FOSFOLPIDOS

Los fosfolpidos son los componentes lipidicos principales de la mayora de las biomembranas

Toda membrana celular forma un compartimiento cerrado con una cara citosolica y otra exoplsmica

Se pueden encontrar tres clases de lpidos en las biomembranas:La biomembrana lipidica se construye a partir de fosfogliceridos, esfingolpidos y esteroides.Las tres clases lpidos son molculas anfipticas.Los fosfogliceridos son los ms abundantes , se derivan del glicerol3fosfato Los plasmalgenos son un grupo de fosfogliceridos.Los esfingolpidos, se derivan de la esfingocina

La mayora de los lpidos y muchas protenas tienen movilidad lateral en las biomembranas

La composicin lipidica influye en las propiedades fsicas de las membranas

La composicin lipidica influye en las propiedades fsicas de las membranas

5.2 BIOMEMBRANAS: Componentes proteicos y funciones bsicasLas protenas interactan con las membranas de tres maneras diferentes

Las hlices alfa inmersas en la membrana son las principales estructuras secundarias de la mayora de las protenas transmembrana

En las porinas, mltiples cadenas beta, forman barriles que atraviezan la membrana

Las cadenas hidrocarbonadas unidas en forma covalente anclan algunas protenas a las membranas.

Todas las protenas transmembrana y los glucolpidos estn orientados asimtricamente en la bicapa

Las interacciones con el citoesqueleto impiden la movilidad de las protenas integrales de membranas

Los motivos de unin a lpidos ayudan a dirigir las protenas perifricas a la membrana

La membrana plasmtica cumple muchas funciones comunes en todas las clulas

La mayora de los lpidos y protenas integrales tienen movilidad lateral en las biomebranas

La fluidez de las biomembranas depende de la temperatura y de su composicin

II. PROTENAS DE BIOMEMBRANASProtenas Extrnsecas(Perifricas)Se fijan a la membrana de formaIndirecta a travs de protenas integraleso con las cabezas polares lipdicasNo interactan con el ncleo hidrfogoDe la bicapa fosfolipdicaProtenas Intrnsecas(Integrales)Estn incluidas en la bicapa fosfolipdicaInteractan con el ncleo hidrfogo de la bicapa fosfolipdicaPueden ser: Protenas transmembrana (cuando atraviesan la membrana) Protenas ancladas en una de las hojuelas de la membrana mediante enlaces covalentesLas protenas interactan con las biomembranasde diferente manera

Las hlices hidrfobas de las protenas transmembrana estn incluidas en la bicapa

Las hlices hidrfobas de las protenas transmembranaestn incluidas en la bicapa

EN LA FIGURA 3-33 SE OBSERVA LOS SIGUIENTES SEGMENTOS:El Segmento AminoterminalEst ubicado por fuera de la clula, constituye el dominio exoplsmico con restos de oligosacaridos.Comprende desde el Leu hasta Arg (61)Segmento CarbosiloterminalEst ubicado en el interior de las clula, comprende desde Arg (96) hasta Gln (130)Segmento de Interaccin InicaSe forma entre restos de aminocidos Arg y Lis del 96 a 101 con cargas positivas, y con las cabezas polares hidroflicas de cargas negativas del citosolSegmento incuido en la biomembranaComprende desde Val (62) a Ile (95) que estn incluidos en la biomembrana formando hlice.

***grupoUnidades de hidrocarburo

BIOMEMBRANA CELULAR(ALUMNOS) SEMINARIOIntegrantes:Daniela Dvalos RuizSheyla Barreda SalasGleny Sierra SacasquiPaula Catacora PadillaAndy Len SolariSharp Calisaya BustamanteJohan Araujo Hernani

INTRODUCCIONLas clulas estn separadas del mundo exterior por una estructura delgada y frgil llamada membrana plasmtica, que solo mide 5 a 10 nanmetros de espesor

Como es tan delgada no se puede observar en un microscopio ptico, fue a finales de los 50s, cuando se pudo analizar con un microscopio electrnico

Las clulas estn separadas del mundo exterior por una estructura delgada y frgil llamada membrana plasmtica, que solo mide 5 a 10 nanmetros de espesor

Como es tan delgada no se puede observar en un microscopio ptico, fue a finales de los 50s, cuando se pudo analizar con un microscopio electrnico

Desempea un papel clave en muchas de las funciones mas importantes de la celula

Las membranas son ensamblados de lipidos y proteinas, los cuales se mantienes reunidos en una capa delgada por enlaces covalentes

COMPOSICION DE LA MEMBRANA CELULAR

Biomembranas y su composicin lipdica

Las biomembranas presentes en las clulas son una serie de compuestos orgnicos que dan a la clula la capacidad de vivir, crecer y reproducirse en el medio acuoso en que se encuentran .Cmo lo hace?, pues estando en el agua sera muy difcil poder realizar estas funciones.En estas diapositivas iremos desglosando estos misterios.

COMPONENTES LIPDICOS

Los fosfolpidos presentes en las clulas forman espontneamente bicapas similares a hojas.Las cadenas hidrocarbonadas forman un ncleo hidrfobo de 3-4nm de espesor que ofrece permeabilidad. La membrana celular posee dos capas una citoslica y otra exoplamtica, la primera es dirigida hacia el citosol y la otra hacia el espacio extracelular o medio externo .En lo que respecta a la composicin lipdica de las membranas encontramos que los lpidos tienen una cabeza hidrfila(atrae el agua) y una o dos colas hidrfobas (repelen el agua)

Propiedades de la bicapa lipdica

1.- El ncleo hidrfobo es una barrera impermeable que evita la difusin de solutos solubles en agua (hidrfilos) a travs de la membrana.2.- La estructura de la bicapa es mantenida por interacciones de Van der Waals que ofrece estabilidad aunque en el medio acuoso del exterior varen tanto el PH como la fuerza inica.

LIPIDOS DE LAS BIOMENBRANAS

Encontramos tres tipos de lpidos que son mas frecuentes en la formacin de la bicapa lipdica:FOSFOGLICRIDOS: Son los ms abundantes , una molcula de fosfoglicrido consta de : - Una cola hidrfoba compuesta de dos cadenas de cidos grasos esterificados con los dos grupos hidroxilos del glicerol fosfato. - Una cabeza polar unida al fosfato (cabeza hidroflica).De acuerdo a la naturaleza de su cabeza se distingue la fosfatidilcolina ( el ms abundante) posee una cabeza polar que contiene colina que se une al grupo fosfato y acta como cabeza hidrfila.Otros son los plasmalgenos que contienen una cadena de acido graso unida al glicerol por enlace ster y una larga cadena hidrocarbonada unida al glicerol por enlace ter(C-O-C)ESFINGOLPIDOS: Derivados de la esfingosina con una larga cadena hidrocarbonada y contiene un acilo graso de cadena larga adherida al grupo amino de la esfingosina. La esfingomielina es el ms comn. Otros son los glucoesfingolpidos cuyas cabezas polares son algunos azcares.

ESTEROIDES: La estructura es de 4 anillos hidrocarbonados . El principal constituyente esteroide es el colesterol que tiene un hidroxilo en uno de los anillos

El colesterol

Componentes proteicos

COMPONENTES PROTEICOS Las membranas biolgicas generalmente contienen proteinas integrales de menbrana (transmembranal) y perifericas que no entran en el nucleo hidrofobo de la bicapa.La mayoria de las proteinas integrales de la menbrana continen una o mas helices hidrofobas. algunas proteinas perifericas se asocian con la membrana mediante interacciones con proteinas integrales.

Estructura cristalina de los canales de potasio KvAP. Calculated hydrocarbon boundaries of the lipid bilayer are indicated by red and blue dots. hidrocarburos lmites calculados de la bicapa lipdica se indican con puntos rojos y azules. .

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

Mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipdica y a las funciones de transporte que desempean las protenas. La combinacin de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmtica una barrera selectiva que permite a la clula diferenciarse del medio.

Regulando el paso deagua,iones ymetabolitos, a la vez que mantiene elpotencial electroqumico(haciendo que el medio interno est cargado negativamente).

LA PERMEABILIDADEs la facilidad de las molculas para atravesarla. Esto depende principalmente de lacarga elctricay, en menor medida, de lamasa molarde la molcula. Molculas pequeas o con carga elctrica neutra pasan la membrana ms fcilmente que elementos cargados elctricamente y molculas grandes. Adems, la membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas molculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de los siguientes factores:

Solubilidad en los lpidos: Las sustancias que se disuelven en los lpidos (molculas hidrfobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que est compuesta en su mayor parte por fosfolpidos.Tamao: la mayor parte de las molculas de gran tamao no pasan a travs de la membrana. Slo un pequeo nmero de molculas no polares de pequeo tamao pueden atravesar la capa de fosfolpidos.Carga: Las molculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a travs de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una protena transportadora.

Tambin depende de las protenas de membrana de tipo:

Canales: algunas protenas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas elctricamente que no atraviesan la capa de fosfolpidos.

Transportadoras: otras protenas se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan al otro lado donde la liberan.

Transporte a travs de la membrana celular

El proceso de transporte es importante para la clula porque le permite expulsar de su interior los desechos delmetabolismoy adquirir nutrientes.

Las vas de transporte y los mecanismos bsicos para las molculas de pequeo tamao son:

1.- Transporte pasivoClula no requiere de energa.

Se pueden encontrar dos tipos principales de difusin:

Mediante la bicapa.

Mediante los canales inicos.

1.1.-DIFUSION FACILITADAUso de protena transportadora.La glucosa se une a la protena transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azcar.La difusin facilitada es mucho ms rpida que la difusin simple y depende:Del gradiente de concentracin de la sustancia a ambos lados de la membranaDel nmero de protenas transportadoras existentes en la membranaDe la rapidez con que estas protenas hacen su trabajo

1.2 OSMOSISTipo especial de transporte pasivo en el cual slo las molculas de agua son transportadas a travs de la membrana.Desde un punto de menor concentracin a uno de mayor para igualar concentraciones.Funcion: mantener hidratada a la membrana celular.No requiere gasto de energa.

1.2.1.- OSMOSIS DE CELULA ANIMALEn un mediohipotnico.

En un mediohipertnico.

En un medioisotnico.

1.2.2 OSMOSIS DE CELULA VEGETALEn un medioisotnico

En un mediohipotnico: aumenta la presion de turgencia

En un mediohipertnico

2.- TRANSPORTE ACTIVOTransportar sustancias disueltas a travs de su membrana desde regiones de menor concentracin a otras de mayor concentracin.Requiere energa en ATP.Se utiliza cuando las partculas son impermeables, y cuando las partculas muy grandes incorporan y salen de la clula.Vara la concentracin intracelular.Se realiza en direccin ascendente o en contra de un gradiente de concentracin (Gradiente qumico) o en contra un gradiente elctrico de presin (gradiente electroqumico)

Las protenas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa para formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un Fosfato) con liberacin de energa de los enlaces fosfato de alta energa. Tres tipos de transportadores:UniportadoresAntiportadoresSimportadores

2.1.1.- BOMBA DE SODIO Y POTASIOTransportar losionespotasio (K-) hacia en interior de la celula

Bombea ionessodio(Na+) desde el interior hacia el exterior de la clula

2.1.2.- INTERCAMBIO CALCIO-SODIOProteina de la membrana celular presente en todas las celulas eucariotas.Transportarcalcioinico (Ca2+) hacia el exterior de la clula empleando para ello el gradiente de sodio.Mantener la baja concentracin de Ca2+en elcitoplasma.Por cada catin Ca2+expulsado penetran tres cationes Na+al interior celular.

3.- TRANSPORTE EN MASALasmacromolculaso partculas grandes se introducen o expulsan de la clula por dos mecanismos:

3.1 ENDOCITOSISMueve hacia su interior molculas grandes englobndolas en una invaginacin de su membrana citoplasmtica , formando una vescula que luego se desprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma. Esta vescula, llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizar la digestin del contenido vesicular.Dos clases:PinocitosisFagocitosisMediada por un receptor

3.1.1.- PINOCITOSISConsiste en la ingestin delquidosy solutos mediante pequeasvesculas envueltos por clatrina.

3.1.2.- FAGOCITOSISConsiste en la ingestin de grandes partculas que se engloban en grandes vesculas (fagosomas)

3.1.3.-MEDIADA POR UN RECEPTOREs de tipo especifica, captura macromoleculas especificas del ambiente, fijndose a travs de protenas ubicadas en las membrana plasmatica (especificas).

3.2.- EXOCITOSISProceso celular por el cual las vesculas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmtica, liberando su contenido.

Esto sucede cuando llega una seal extracelular; adems se puede explicar como el proceso en el cual se expulsa material de desecho de la clula producido por el reticulo endoplasmatico y el aparato de golgi y posteriormente empacado en vesiculas.

EL NUCLEO

Limitado por otra membrana (membrana nuclear) en la cual se encuentra el material hereditario, llamados cromosomas. Administra y regula las actividades de la clulaEs un orgnulo membranoso que se encuentra en las clulas eucariotas. Contiene la mayor parte del material gentico celular, organizado en mltiples molculas lineales de ADN de gran longitud formando complejos con una gran variedad de protenas como las histonas para formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se denomina genoma nuclear.

LAS MITOCONDRIAS

Dos mitocondrias detejidopulmonardemamferovistas al microscopio electrnico de transmisin. Se pueden apreciar algunas estructuras de la mitocondria, como sus membranas, las crestas mitocondriales y la matriz.

Membrana interna externa e intermembrana

Los cloroplastos

Los cloroplastos son un tipo de organelas presentes en las clulas vegetales.

Como las mitocondrias, tienen funciones energticas primordiales en las clulas , pues lleva a cabo las interconversiones de energa mediante gradientes de protones(p+) similar al de las mitocondrias. Ambas organelas surgieron de bacterias incorporadas con su propio RNA y DNA que hasta la actualidad conservan.

Membranas en los cloroplastosPresenta dos membranas cada una de 50 A0. Estas son:

Membrana externa, con dos capas lipdicas que delimita con el citosol en una cara y la otra con el espacio intermembranoso.

Membrana interna, tambin con bicapa lipdica, limita en su cara externa con el espacio intermembranoso y en su cara interna con el estroma que es una especie de fase gelatinosa que rodea a los tilacoides .

Se considera una tercera membrana a la que rodea a un compartimiento muy especial llamado tilacoide , sta es: Membrana tilacoide: tambin con una bicapa lipdica y con las caractersticas de fluidez, asimetra y economa del modelo del mosaico fluido propuesto por SINGER Y NICOLSON(1972)

lisosomas

LISOSOMASLos lisosomas tienen una estructura muy sencilla, semejantes a vacuolas, rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad de enzimas digestivas que degradan todas las molculas inservibles para la clula. Funcionan como "estmagos" de la clula y adems de digerir cualquier sustancia que ingrese del exterior, vacuolas digestivas ingieren restos celulares viejos para digerirlos tambin, llamados entonces vacuolas autofgicas Llamados "bolsas suicidas" porque si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en su interior , terminaran por destruir a toda la clula.

Caractersticas:

a) Son orgnulos rodeados de una sola membrana que presentan gran diversidad y polimorfismo.

d) Para que las hidrolasas sean activas es necesario que el interior del lisosoma tenga un pH de 3 a 5. Para ello, en la membrana poseen bombas de H+ que los transportan hacia el interior.e) Se encargan de la digestin (en sus dos vertientes):-intracelular, de molculas y macromolculas.-extracelular, mediante el vertido de sus enzimas.f) Son especialmente abundantes en macrfagos y leucocitos (no existen en hemates de mamferos).g) Se originan en el Golgi (aunque las protenas procedan del RER).

Funcin:

Desde el punto de vista fisiolgico se distinguen dos tipos bsicos de lisosomas:1) Lisosomas primarios: No participan en ningn proceso de digestin intracelular.Pueden verter sus enzimas al medio extracelular lisndolo, destruyendo clulas lesionadas o muertas (digestin extracelular).2) Lisosomas secundarios: Resultan de la fusin de un lisosoma primario con material de naturaleza variable, y estn implicados en la digestin intracelular.Segn con el material con el que se fusionan se distinguen tres tipos de lisosomas secundarios:- Fagolisosomas ('vacuolas heterofgicas'):.- Autofagolisosomas - Endolisosomas:

APARATO DE GOLGI

Esta presente en todas las clulas eucariotas excepto en los glbulos rojos y clulas epidrmicas

Esta formada por sacos aplanados

Funciona como una planta empaquetadora, modificando vesculas del retculo endoplasmtico rugoso (RER)

Contiene 3 regiones:Regin Cis-Golgi: es la ms interna y prxima al retculo. De l recibe las vesculas de transicin, que son sculos con protenas que han sido sintetizadas en la membrana del retculo endoplasmatico rugoso (RER), introducidas dentro de sus cavidades y transportadas por el lumen hasta la parte ms externa del retculo

Regin medial: es una zona de transicin.

Regin Trans-Golgi: es la que se encuentra ms cerca de la membrana plasmtica.

funciones:Modificacin de sustancias sintetizadas en el RER

Secrecin celular

Formacin de los lisosomas primarios.

Formacin del acrosoma de los espermios.

RETICULO ENDOPLASMATICO

LAS VACUOLAS

Son estructuras celulares variables en nmero y forma. En general estn constituidas por una membrana y un contenido interno. Hay diferencias entre las vacuolas de las clulas vegetales y las de las clulas animales. Las clulas vegetales es frecuente que presenten una nica o unas pocas vacuolas de gran tamao.Las vacuolas, en general, tienen funcin de almacenamiento de sustancias de reserva y, en ciertos casos, de almacenamiento de sustancias txicas.

Las vacuolas pulstiles, como las que se observan en muchos organismos unicelulares de las aguas dulces, por ejemplo, el paramecio. Este organismo, al vivir en agua dulce, su citoplasma es hipertnico con respecto al exterior, por lo que se produce una entrada continua de agua.Las vacuolas digestivas. Se dan en las clulas que capturan alimentos del medio y los engloban en una membrana formando una vacuola llamada vacuola digestiva.

CONCLUSIONES

La membrana celular presenta una bicapa lipidica.

Una de las funciones que cumples es la permeabilidad y la regulacin del paso de sustancias.

Realiza la osmosis, hidrata la membrana celular.

Contiene 2 retculos (liso y rugoso) y el aparato de golgi son los encargados de enva protenas a la membrana celular.

Eucariota vs. procariotaLas diferencias existentes entre la membrana de eucariotas y procariotas son: Los eucariotas contienen esteroles (fundamentalmente colesterol) que le confieren rigidez a la membrana. En aquellos eucariotas que no poseen pared celular, la membrana est reforzada por microtbulos de las protenas actina y miosina. Los eucariotas no localizan los enzimas implicados en la generacin de energa metablica en su membrana.

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