Capitulo 40 biologia molecular:estructura y funcion bioquímica de harper

1. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
IMPORTANCIA BIOMEDICA
Las membranas son estructuras dinámicas que constan de una
bicapa lipídica.
Tiene permeabilidades selectivas.
Transportadores y canales de ion.
Endocitosis
Exocitosis

2. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
• Las membranas también forman compartimientos especializados
dentro de la célula.
• Estas membranas intracelulares ayudan a formar muchas las
estructuras distinguibles desde el punto de vista morfológico.
• Mitocondrias
• Retículo endoplásmico
• Complejo de Golgi
• Lisosomas

3. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Desequilibrio de procesos que lleva la célula
Enfermedades.
En pocas palabras, la función celular normal
depende de membranas normales

4. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION

5. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
MANTENER UN AMBIENTE INTRACELULAR Y EXTRACELULAR
NORMAL ES FUNDAMENTAL PARA LA VIDA.
• 60 %
LIQUIDO INTRACELULAR: 2/3
• Proporciona un ambientes especializado para que la
célula
1. Produzca, almacene y utilice energía.
2. Se repare a si misma
3. Se replique
4. Desempeñe funciones especiales
LIQUIDO EXTRACELULAR: 1/3
Plasmático
Intersticial
Lleva a las células nutrientes como oxigeno, diversos
iones y oligominerales y hormonas que coordinan las
funciones de células que están ampliamente separadas.
Además el
ecf elimina
del
ambiente
celular
inmediato
CO2 y
productos
de desecho.

6. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
•Es rico en K y Mg y el
fosfato es su principal
anión inorgánico.
ICF
•Es rico en Na y Ca y el CI es
su principal aniónECF

7. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION

8. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LAS MEMBRANAS SON ESTRUCTURAS COMPLEJAS COMPUESTAS
DE MOLECULAS.
Las membranas son estructuras encerradas, parecidas a hoja, que constan de una
bicapa lipídica asimétrica con superficies interna y externa bien definidas.

9. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LOS PRINCIPALES LIPIDOS EN MEMBRANAS DE MAMIFERO SON
FOSFOLIPIDOS, GLUCOESFINGOLIPIDOS Y CARBOHIDRATOS.
Los
fosfogliceridos
son los mas
frecuentes
El mas simple Acido fosfatidico ,
que es el 1,2 –
diacilglicerol 3-
fosfato

10. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
La segunda clase mas
importante de
fosfolípidos esta
compuesta de
esfingomielina.
La esfingomielina es notoria en las vainas de mielina

11. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
GLUCOESFINGOLIPID
OS
Son lípidos que contienen
azúcar sobre un
esqueleto de ceramida.
• Galactosil ceramida
• Glucosil ceramida
• gangliosidos
ESTEROLES
Reside principalmente en la membrana
plasmática, pero también en organelos
como el A de Golgi, mitocondria y
membranas nucleares.
El colesterol no
esta presente en
vegetales.

12. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LOS LIPIDOS DE MEMBRANA SON ANFIPATICOS.
Los lípidos tienen 2 regiones: hidrofobicas e hidrofilicas.
Si la región hidrofobica se separa del resto de la molécula, seria
insoluble en agua pero soluble en aceite.
Si la región hidrofilica se separa del resto de la molécula, seria
insoluble en aceite pero soluble en agua.

13. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION

14. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Los ácidos grasos saturados tienen cola recta, mientras que los
insaturados tienen colas acodadas.
Conforme mas codos se inserten en las colas la membrana se hará
mas fluida.

15. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LOS LÍPIDOS DE MEMBRANA FORMAN
BICAPAS.
La naturaleza antipática de los fosfolípidos sugiere que las dos
regiones de la molécula tienen solubilidades incompatibles.
Una micela es una estructura en la cual las regiones hidrofobicas
están protegidas contra el agua, mientras que los grupos polares
hidrofilicos están inmersos en el ambiente acuoso.

16. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
En 1925 reconocido por Gorther y Grendel una bicapa lipídica,
también puede satisfacer los requerimientos termodinámicos de las
moléculas anfipaticas en un ambiente acuoso.
Una bicapa existe como una hoja en la cual las regiones hidrofobicas
de los fosfolípidos están secuestradas desde el ambiente acuoso,
mientras que las regiones hifrofilicas están expuestas al agua.

17. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Esta bicapa es impermeable a casi todas las moléculas hidrosolubles.
¿Cuántos materiales biológicos liposolubles pueden entrar con facilidad a la célula?
Los gases como el oxigeno, CO2 y nitrógeno se difunden con
facilidad a través de las regiones hidrofobicas de la membrana.
Muchos fármacos son
hidrofobicos y pueden
cruzar con facilidad las
membranas y entrar en las
células.

18. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
¿de que modo se mantienen los gradientes de concentración transmembrana de
moléculas no liposolubles?
La respuesta es las membranas contienen proteínas, muchas de las
cuales están insertas en la bicapa lipídica en orientaciones singulares.
Estas proteínas forman canales y sirven como transportadores para
moléculas de mayor tamaño que de otra manera no entrarían en la
bicapa.

19. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA SE RELACIONAN CON
LA BICAPA LIPÍDICA.La estructura helicoidal α de las proteínas minimiza la naturaleza
hidrofilica de los enlaces peptídicos entre si.
De este modo, las proteínas pueden ser antipáticas y formar una
parte integral de la membrana al tener regiones hidrofilicas que
sobresalen en las caras interna y externa de la membrana, pero que
están conectadas por una región hidrofobica que atraviesa el centro
hidrofobico de la bicapa.

20. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Otro aspecto de la interacción de lípidos y proteínas es que algunas
proteínas están ancladas a una hojuela de la bicapa por medio de
enlaces covalentes con ciertos lípidos.

21. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
DIFERENTES MEMBRANAS TIENEN DIFERENTES
COMPOSICIONES DE PROTEÍNA.
El numero de proteínas diferentes en una membrana varia desde menos de una
docena en el retículo sarcoplasmico de células musculares hasta mas de 100 en
membranas plasmáticas.
Las proteínas de membrana pueden separarse una de otra usando electroforesis
en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio (SDS-PAGE), una técnica en la
que se separan proteínas con base en su masa molecular.
Las proteínas son las principales moléculas funcionales de
las membranas, y constan de enzimas, bombas y
transportadores, canales, componentes estructurales,
antígenos y receptores para diversas moléculas.

22. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION

23. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LAS MEMBRANAS SON
ESTRUCTURAS DINAMICASLos lípidos y las proteínas en las
membranas sufren recambio, de la misma
manera que lo hacen en otros
compartimientos de las célula.
Diversos estudios han mostrado que los
lípidos y ciertas proteínas muestran
difusión lateral en el plano de sus
membranas. Algunas proteínas no
muestran difusión lateral porque están fijas
al citoesqueleto de actina subyacente.
El movimiento transversal de lípidos a
través de la membrana se le llama flip-flop.

24. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LAS MEMBRANAS SON ESTRUCTURAS
ASIMÉTRICAS.PROTEINAS
Las proteínas tienen orientaciones singulares en las membranas, lo
que hace que las superficies externas sean diferentes de las internas.
Existen proteínas especificas que se ubican de modo exclusivo en el
exterior o interior de las membranas.
FOSFOLIPIDOS.
Los fosfolípidos que contienen colina están localizados
principalmente en la capa molecular externa; los aminofosfolipidos
están ubicados de preferencia en la capa interna.
Existe asimetría debido a flip-flop de los fosfolípidos.

25. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Existen translocasas (flipasas) que transfieren ciertos fosfolípidos
desde la hojuela interna hacia la externa.
Hay asimetría adicional respecto a los glucoesfingolipidos y las
glucoproteinas; las porciones azúcar de estas moléculas sobresalen
hacia afuera de la membrana plasmática y están ausentes de su cara
interna.
Las células están cubiertas de azúcar.

26. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
LAS MEMBRANAS CONTIENEN PROTEÍNAS
INTEGRALES Y PERIFÉRICAS.
Casi todas las proteínas de
membrana son integrales, lo que
significa que tienen las 2 regiones.
Las proteínas integrales
regularmente son globulares y por
si mismas anfipáticas.
Constan de 2 extremos hidrofilicos
y uno hidrofobico.
Queda de manifiesto que algunas
proteínas abarcan la bicapa,
mientras que otras abarcan la
membrana solo una vez.

27. MEMBRANAS: ESTRUCTURA Y FUNCION
Las proteínas periféricas no interactúan de modo directo con los
centros hidrofobicos de los fosfolípidos en la bicapa.
Estas están unidas a las regiones hidrofilicas de proteínas integrales
especificas y grupos de fosfolípidos, y pueden liberarse de ellos
mediante tratamiento con soluciones salinas de alta fuerza iónica.