Biologia Celular CBI 111 Instituto de Ciencias Naturales

Estructura y función de la Membrana Citoplasmática. Clase 6

MATERIAL PROPIEDAD DE UDLA. AUTORIZADA SU UTILIZACIÓN SÓLO PARA FINES ACADÉMICOS.

Objetivos • Analizar la importancia funcional y metabólica de la membrana celular. • Reconocer los elementos básicos que forman la estructura celular. • Relacionar las propiedades de cada uno de los componentes químicos de la membrana con la función específica que cumplen en esta estructura celular. •Comprender y Diferenciar el modo de acción de señales tipo hidrofóbicas e hidrofílicas. •Desarrollar actitudes que suelen asociarse al trabajo científico tales como la capacidad crítica y la apertura ante nuevas ideas.

Clase 6: Estructura y función de la Membrana plasmática • Propiedades de la Membrana Celular • Componentes constituyentes de la membrana celular: – Lípidos de membrana: fosfolípidos y colesterol. – Proteínas: de membrana y periféricas. – Hidratos de Carbono: oligosacáridos. • Modelo del Mosaico Fluido. • Glicocalix.

Bibliografía Obligatoria: “Biología molecular de la célula”. Alberts, Bruce y otros. Omega, Ediciones , 2004. “Bioquímica: Conceptos esenciales”, Feduchi, Elena, Panamericana, 2011. Bibliografía Complementaria: “Biología Celular y Molecular” . De Robertis, Eduardo M.F. Ateneo, El.14a Edición. 2001 “Biología Celular y Molecular” Conceptos y Experimentos. Karp, Gerald . McGraw-Hill. Interamericana. 2006 “Cooper’s La célula”. Geoffrey Cooper, Marbán, 2ª Edición. 2004.

Clase 6: Estructura de la membrana.

La membrana plasmática. ¿por qué es importante para la célula?

La membrana plasmática define organizacional y espacialmente a la célula. Define un medio interno distinto a un medio externo, además provee un medio en el que se llevan a cabo importantes reacciones.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Composición de la membrana plasmática. Una barrera formada por lípidos y proteínas, organizadas en una estructura de doble capa.

La bicapa lipídica es la estructura base de la membrana. Esta esta compuesta principalmente por fosfolípidos, colesterol y proteínas.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Acilgliceridos. Moléculas anfipáticas, base estructural de la membrana lipídica.

Región polar (interactúa con agua)

Colina Fosfato Glicerol

Ácid os gras os Región apolar (NO interactúa con agua)

lisofosfatidil colina (mono acilglicérido)

fosfatidil etanolamina (Di acilglicérido) Mas abundante

Tripalmitina (triglicerido)

La bicapa lipídica es la estructura base de la membrana. Esta esta compuesta principalmente por Acilgliceridos, fosfolípidos y glicolipidos, estos pueden estar formados por uno, dos o tres ácidos grasos en combinación con otras moléculas.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Fosfolipidos, un tipo de acilgliceridos. Molécula anfipática, base estructural de la membrana lipídica.

Los fosfolípidos son las moléculas mas abundantes que forman la membrana plasmática. Estos están formados por la unión de dos ácidos grasos, un grupo fosfato y una molécula que puede ser una amina o un alcohol

Clase 6: Estructura de la membrana.

¿por qué la célula posee una estructura cerrada?. ¿cómo explicamos la forma de la célula y otros organelos membranosos?.

Las características anfipaticas de la molécula de fosfolípidos favorecen la formación de estructuras esféricas cerradas como las células.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Colesterol. Un personaje con mala fama.

El colesterol es una molécula fundamental para la membrana, no solo tiene impacto en la fluidez de la membrana, también es precursor de una serie de hormonas y moléculas de señalización.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Proteínas. Principales actores de la función celular.

CLC2 Canal de Calcio

Las proteínas pueden tener aminoácidos hidrofóbicos en su estructura, esto hace posible que puedan interactuar, e incluso atravesar la membrana, lo que las capacita para cumplir varias funciones, revisemos algunas.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Proteínas. Principales actores de la función celular.

Receptores

Receptor adrenérgico

Los receptores son proteínas, que por lo general atraviesan la membrana plasmática. La unión de un ligando específico al extremo externo, genera un cambio en su extremo citoplasmático, lo que ocasiona que la señal sea trasladada al interior de la célula sin incorporar el ligando.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Proteínas. Principales actores de la función celular.

Proteínas asociadas a transporte

Na+/K+ ATPasa

Las proteínas asociadas a transporte también son muy importantes para la fisiología celular, permiten el paso de solutos hacia los diferentes compartimentos y son capaces de regular, de manera activa o pasiva, la disponibilidad de solutos. Como veremos mas adelante, el flujo de solutos desde un lugar mas diluido a un lugar mas concentrado es muy importante para la formación de gradientes. En esta familia se encuentran las proteínas de los poros nucleares, la bomba sodio/potasio y los canales iónicos.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Proteínas. Principales actores de la función celular.

Enzimas

Complejo de proteína G

proteínas que se encuentran asociadas con procesos fisiológicos, tales como la transducción de señales, algunos ejemplos son: las proteínas del complejo G, las enzimas del complejo II en mitocondrias, o los complejos fotosensibles en los cloroplastos de las células vegetales.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Proteínas. Principales actores de la función celular.

Proteínas de unión celular las proteínas de unión celular son proteínas que forman parte de grandes complejos que mantienen a las células unidas entre si, haciendo posible la formación de tejidos. Esta formación de tejidos es muy importante para la mantención de la forma celular y la comunicación directa como veremos mas adelante. En las plantas son muy importantes ya que permiten el paso de solutos entre las células.

Las proteínas cumplen varias funciones en la membrana y actúan como mediadores de gran parte de las interacciones que forma la célula con su medio.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Mosaico Fluido. La membrana en movimiento constante.

¿sabes que es un mosaico?

Los mosaicos son estructuras pictóricas que construyen o dibujan imágenes utilizando pequeñas unidades distintas.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Mosaico Fluido. La membrana en movimiento constante.

5μm

Las distintas moléculas que se encuentran formando parte de la membrana construyen estructuras y complejos, los que son homólogos a los mosaicos.

Morales-Penningston, Biochim Biophys Acta. 2010; 1798(7): 1324

Clase 6: Estructura de la membrana.

Mosaico Fluido. La membrana en movimiento constante.

Gran parte de las macromoléculas biológicas que hemos visto durante las clases pasadas se encuentran en la membrana. ¿cuáles puedes identificar?

Clase 6: Estructura de la membrana.

Glicocalix. La tarjeta de presentación de la célula.

El glicocalix es una región que esta formada por una serie de proteínas que identifican a la célula y tienen un rol activo en el reconocimiento celular

Clase 6: Estructura de la membrana.

Membranas internas. Hay membranas en todas partes, pero no todas las membranas son iguales. Globulo rojo Glicolipido s 3%

Otros 13%

Esfingomie lina 18%

Mitocondria Otros 23% Glicolipido s 0%

Colesterol 3%

Fosfatidil colina 17%

Colesterol 24%

Fosfatidil etanolamin a Fosfatidil 18% serina 7%E. Coli (bacteria) Colesterol 0%

Fosfatidil etanolamin a 28%

Otros 30% Glicolipidos 0%

Esfingomi elina 0% Fosfatidil colina 44%

Fosfatidil serina 2%

Fosfatidil serina colina 0% Esfingomieli na 0%

Fosfatidil etanolamina 70%

Todas las membranas celulares comparten una estructura común, pero la composición de cada una varia, ¿por qué crees que pasa esto?

MATERIAL ACADÉMICO PROPIEDAD DE UDLA ELABORADO POR EQUIPO DE BIOLOGIA LIDER ACADÉMICO CBI111: Germán Fernández.

Clase 6: Estructura de la membrana.

Anexo. Tipos de ácidos grasos presentes en las membranas biológicas.