Profesor: Dr. Adam Aguirre Ducler.

Junio de 2008.

Membranas Biológicas.

UNICYT

Enfermería

Biología Celular

Las membranas celulares son cruciales para la vida de la célula. La membrana plasmática de la célula encierra, define sus límites, y mantiene las diferencias esenciales entre el citosol y el medio ambiente extracelular.

Dentro de las células eucariontes, las membranas del retículo endoplasmático, aparato de Golgi, mitocondrias, y otros organelos encerrado en membrana mantienen las diferencias características entre el contenido de cada orgánelo y el citosol.

Las gradientes de iones a través de membranas, establecida por las actividades especializadas de proteínas de membrana, puede utilizarse para sintetizar ATP, para conducir el movimiento a través de la membrana de determinados solutos, o, en los nervios y las células musculares, para producir y transmitir señales eléctricas.

En todas las células, la membrana plasmática también contiene proteínas que actúan como sensores de las señales externas, permitiendo que la célula para cambiar su comportamiento en respuesta a señales del medio ambiente; estos sensores de proteína, o receptores, la transferencia de información en lugar de iones o moléculas-a través de la membrana .

El cierre espontáneo de una bicapa de fosfolípidos para formar un compartimento sellado. La estructura cerrada es estable, ya que permite evitar la exposición de las colas hidrofóbicas de hidrocarburos al agua, lo que sería energéticamente desfavorable.

Membranas biológicas.

Los componentes mas abundantes son los lípidos y las proteínas y en ultimo termino los glúcidos que además se encuentran restringidos a la hemimembrana externa

Sólo se puede estudiar al M.E. y, por primera vez lo hizo Robertson (1957).

Son finas capas de unos 5nm de espesor, en cuya composición intervienen mayoritariamente lípidos, seguido de proteínas y glúcidos. Son estructuras dinámicas cruciales para la vida celular que rodean y delimitan la extensión de la propia célula, organelos subcelulares, vesículas y el núcleo celular

Microfotografia: Se aprecia estructura trilaminar, con dos capas densas a los electrones y una capa intermedia mas clara

P. integrales

P. periféricas

Bicapa lipídica

Estructura de las membranas biológicas.

La membrana plasmática está constituida por una bicapa lipídica, en la que se incluyen proteínas y glúcidos, al igual que todas las membranas biológicas, sea cual sea su origen.

Su proporción es lo que varía, dependiendo del tipo de membrana.

glúcidos

La disposición de los componentes de la membrana se recoge en el modelo de Singer y Nicholson (1972), conocido como modelo del mosaico fluido, según el cual:

a) Las membranas biológicas son estructuras fluidas y asimétricas.

b) Sus componentes se integran formando un mosaico.

c) Está compuesta por una bicapa lipídica, proteínas y glúcidos.

BICAPA LIPÍDICA.

- Constituye la estructura básica de la membrana y es una barrera altamente selectiva para el paso de sustancias.

- Está compuesta fundamentalmente por fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol. Éstos constan de un extremo polar hidrofílico, hacia el exterior, y un extremo hidrofóbico hacia el interior.

Características de la membrana: Fluidez

• Viene determinada por el movimiento de los lípidos y por la composición de la bicapa;

• Cuantos más ácidos grasos saturados existen, mayor es la viscosidad (menos fluidez).

• La presencia de colesterol regula la fluidez y, además, le da estabilidad: a más colesterol, más rigidez.

Posibles movimiento de los fosfolípidos en la bicapa

La influencia de los dobles enlaces, es mas difícil el empaquetamiento de las cadenas juntas, haciendo el congelamiento mas difícil, además la Mb. es mas delgada que la formada exclusivamente por ác. grasos saturados

Tipo de Acido graso y movimientos de los lípidos.

- Las proteínas se encuentran inmersas en la bicapa lipídica dotando también de asimetría a la membrana; según cuál sea su situación se llaman:

a) proteínas integrales (70% del total): atraviesan parcial o totalmente la membrana.

b) proteínas periféricas: se encuentran en uno u otro lado de la membrana, unidas covalentemente a otras proteínas integrales.

Proteínas integrales, puede ser con una simple hélice transmembrana (unipaso) o bien con múltiples entradas (multipasos).

Proteínas integrales.

Polarización de una célula.

Superficie apical contiene microvellosidades y esta especializada en la absorción

Las uniones fuertes. (Tight junctions) separan los dominios apical y basolateral, las proteínas son libres de difundir dentro de cada dominio pero son incapaces de cruzar de un dominio a otro

La superficie basolateral esta especializada en tranferir los nutrientes

Si bien las proteínas pueden migrar dentro de la membrana, existen distintos dispositivos por los cuales las células pueden confinar a las proteínas dentro de determinados dominios membranosos. En las células epiteliales que tapizan el intestino y los túbulos renales, las proteínas que miran hacia la luz del tubo no pueden pasar hacia las paredes laterales o hacia la cara opuesta de la célula debido a la existencia de uniones estrechas

Sin embargo no es el único medio, aunque en algunos casos no se conoce el mecanismo que impide la migración libre: en espermatozoides de mamíferos las proteínas del ápice, del resto de la cabeza y de la cola forman tres dominios perfectamente individualizables con anticuerpos fluorescentes, pero se desconoce cuál es la función de dichas proteínas y las fuerzas que impiden su migración.

Composición química membranas biológicas.

La composición química, varia dependiendo de cada célula, si se trata de la membrana plasmática, o la de los organelos.

LÍPIDOS PROTEÍNAS

Eritrocito humano 60% 40%

Vaina de mielina 80% 20%

Hepatocito de rata

M. plasmatica 42% 58%

Aparato de de golgi 35% 65%

Reticulo endoplasmatico 30% 70%