MEMBRANAS BIOLOGICAS Y TRANSPORTE DE SOLUTOS. LA MEMBRANA PLASMATICA.
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MEMBRANAS BIOLOGICAS Y TRANSPORTE DE SOLUTOS
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MEMBRANAS BIOLOGICAS Y TRANSPORTE DE SOLUTOS
LA MEMBRANA PLASMATICA
Microfotografía electrónica de transmisión que muestra dos células adyacentes de
páncreas con una magnificación de X43.000. El inserto es una magnificación
más alta (X216.000 que muestra dos capas densas con una capa intermedia
menos densa
El cuerpo humano está formado por miles de millones de células, cada
una de ellas con una función distinta…
…y cada una de ellas rodeada por una membrana plasmática que separa el contenido intracelular
del entorno extracelular
La composición química del interior de la célula es bien distinta de la del exterior
Esta observación no solamente es válida para el paramecium que nada libremente en las
charcas de agua dulce sino que también para una neurona que
vive en un ambiente densamente poblado
Sin embargo la función de la membrana plasmática no termina ahí
Están presentes en ella una gran variedad de proteínas, poros y sistemas de transporte que
determinan la naturaleza de todas las comunicaciones entre interior y
exterior, tales como
Richard H Foster Fisiología & Biofísica
Transporte selectivo de moléculas hacia dentro y fuera de la célula
Comunicación intercelular por medio de neurotransmisores y receptores hormonales y de los mensajeros
intracelularesActividad enzimática
Reconocimiento celular por medio de antígenos de la superficie de la membrana plasmática
Determinación de la forma celular mediante la unión del citoesqueleto a la
membrana plasmática
Las membranas rodean también otros organelos de la célula. Las membranas de los organelos no sólo dividen el espacio intracelular sino que son el lugar donde se producen muchos procesos intracelulares
importantes
ESTRUCTURA Y COMPOSICION DE LA
MEMBRANA PLASMATICA
Las membranas biológicas están
compuestas
proteínas
agua
iones
carbohidratos
lípidos
En proporciones relativamente
variables
Las proporciones relativas de lípidos y proteínas varían con el tipo de
membrana, lo que refleja la diversidad de sus funciones
Por ejemplo, algunas neuronas tienen una cubierta de mielina que es una
extensión de la membrana plasmática la cual actúa como una aislante eléctrico
La cubierta de mielina consiste fundamentalmente de lípidos
La razón en proteínas lípido para la mielina en nervios periféricos es de 0,2/1
Mientras que la membrana interna de la mitocondria, el sitio de
muchos procesos catalizados por enzimas, la razón proteína lípido
es 3,2/1
La mayoría de las membranas biológicas presentan variaciones de proteína lípido entre estos
dos extremos
Los carbohidratos generalmente constituyen el 1-10 % del total del peso seco y se encuentran unidos
covalentemente a lípidos y proteínas
El agua es un importante constituyente de las membranas, las
moléculas de agua unida a la superficie de la membrana
estabilizan la estructura bilipídica
Lípidos delamembrana
La característica arquitectónica de las membranas biológicas es una doble capa de lípidos que actúa como una barrera al paso de
iones y moléculas polares
Los principales lípidos de membrana son los
fosfolípidos o fosfoglicéridos
Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas que contienen una
cabeza hidrofílica cargada
eléctricamente o polar
Y dos cadenas de ácidos grasos
que constituye la parte apolar de la
molécula
La estructura de los fosfolípidos se basa en la molécula de glicerol que por una parte tiene unido un grupo fosfato esterificando una base hidrofílica y por la otra, a dos moléculas de ácidos grasos de
cadena larga
POLAR
APOLAR
Richard H Foster Fisiología & Biofísica
Otros componentes lipídicos menores de la membrana son los glicofosfolípidos. Estos lípidos contienen dos cadenas de
ácidos grasos unidos a cabezas polares de hidratos de carbono, uno de ellos, el glicosilfosfatidilinositol desempeña
un papel importante en el anclaje de proteínas a la membrana
El colesterol es un componente esencial de las membranas, se localiza en las dos caras de la membrana y su función es estabilizar la membrana a la temperatura
corporal normal
Los fosfolípidos son virtualmente insolubles en agua
Cuando se mezclan con agua forman espontáneamente
agregados microscópicos que los separa del rededor acuoso
¿Cómo y por qué ocurre la formación de una bicapa lipídica?
La clave es el agua
El agua es la sustancia más
abundante en los sistemas vivientes, el 70% o más del peso de la mayoría de los organismos es
agua
Las uniones puente hidrógeno entre las moléculas de agua proveen las fuerzas cohesivas
que hacen al agua líquida, a temperatura ambiente, y favorecen el extremo ordenamiento en el agua como cristal cuando se encuentra en
la forma de hielo
Las moléculas polares se disuelven fácilmente en el agua porque pueden reemplazar las interacciones
agua-agua con interacciones soluto-agua energéticamente más favorables
En contraste, las moléculas apolares interfieren con las interacciones agua-agua pero no son capaces de formar interacciones agua-soluto, en consecuencia, las moléculas apolares son poco o insolubles en agua y
tienden a formar agregados
¿Son idénticas las dosmonocapas de
fosfolípidos?
NO
Dinámica de las membranas biológicas
La flexibilidad de la bicapa lipídica depende de la temperatura y del tipo de fosfolípido del cual está hecha la
bicapa
Proteínas de lamembrana
Las proteínas confieren a las membranas biológicas su funcionalidad
Son en muchos casos mediadoras de la transferencia de información desde el espacio extracelular. Porejemplo receptoresDel transporte de iones y moléculas. Por
ejemplo canales ybombas
Actividad metabólica. Por ejemplo,producción de energía en lasmembranas de la mitocondria
Las proteínas de membrana se pueden dividir operacionalmente en dos grupos
Periféricas
Integrales
Las proteínas integrales de membrana se
encuentran firmemente asociadas a la membrana
Sólo se pueden remover con agentes que interfieren con las interacciones hidrofóbicas
Las proteínas periféricas se asocian con la membrana a través de interacciones electrostáticas y puentes hidrógeno con los
dominios hidrofílicos de las proteínas integrales y con las cabezas polares de los lípidos de membrana
Pueden liberarse fácilmente con
tratamientos suaves que interfieren con las
interacciones electrostáticas, tales
como agentes quelantes, cambios en
el pH
