BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR:

Estructura y Función de la membrana

plasmática

Paola Gurrola

Rosario Longoria

Introducción: Características de la membrana plasmática

5-10 nm de espesor 5000 membranas = 1950

J. D. Robertson (Duke University)

3 capas Interna

Externa

Intermedia

Generalidades de sus funciones

Compartimentalización

Andamiaje para

actividades

bioquímicas

Barrera de permeabilidad selectiva Transpor

te de solutos Respuesta a

señales externas

Interacción celular Transducci

ón de energía

Estructura

1890

Ernst Overton

Universidad de Zürich

“Sustancia que entra del media a la célula primero debe disolverse en la capa limitante externa de la célula”

Estructura

1925 E. Gorter y F. Grendel Extracción de lípido de los eritrocitos “Bicapa lipídica”

Estructura

1935

Hugh Davson y James Daniell

“La membrana plasmática está compuesta por una bicapa lipídica recubierta en su superficie por una capa de proteínas globulares”

Estructura

1972

Jonathan Singer y Garth Nicolson

Universidad de California

Modelo de Mosaico Fluido

Dogma central de la biología de la membrana

Membrana

Estructura dinámica en la que los componentes son móviles y capaces de reunirse para mantener varios tipos de interacciones transitorias o

semipermeables.

Composición Química

Lípidos de membrana

Fosfoglicéridos

Enfingolípidos Colesterol

Bicapa lipídica

Cada tipo de membrana tiene su propia composición lipídica, dependiendo de:

El tipo de lípido

Naturaleza de los grupos

de cabeza

Especies particulares de las cadenas de ácido

graso

Composición lipídica

Influye en :

Estado físico de la membrana

Actividad proteica

Aporte de precursores para los mensajeros químicos que regulan la función celular

Asimetría de los lípidos de la membrana

“Las enzimas que digieren lípidos no pueden penetrar en la membrana plasmática” Bicapa fosfolipídica

2 capas individuales

Propiedades físicas y químicas distintas

Composición Asimetría de los lípidos de la membrana Glucolípidos

Receptores de ligandos

Fosfatidiletanolamina PE i) Curvatura de la membrana

Fosfatidilserina FS i) Tiene carga negativa a pH fisiológico

Buen candidato para unirse a residuos de Lisina y Arginina (+)

Promueve apoptosis de células viejas

Composición Asimetría de los lípidos de la membrana Colesterol CI

Anillos hidrófobos, planos y rígidos

Interfieren en los movimientos de las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos

Fosfatidilinositol PI i) Transferencia de

estímulos de la membrana plasmática

Carbohidratos de la membrana

2-10% variación de peso de la membrana

Glucoproteínas

Glucolípidos

Oligosacáridos

Cortos

Hidrófilos y ramificados

<15 monosacáridos

Estructura y funciones de las proteínas de la membrana

Según el tipo celular y organelo, una membrana puede contener cientos de

proteínas diferentes:

Integrales

Cruzan por completo la bicapa

20-30% de todas las Pts codificadas

Periféricas

Completamente duera de la bicapa

(Citoplásmica o extracelular)

Ancladas al lípido

Fuera de la bicapa

Enlace covalente a una molécula de

lípido

Modelo de Mosaico Fluido

Distribución de las proteínas integrales

Recopilación con fractura congelada

Identificación de dominios transmembrana

Análisis computacional

Estructura: 20 AA no polares que cruzan el centro de la bicapa lipídica en forma de hélice α

AA polare

s

AA no polare

s

Restos glucosilado

sSer-Thr-Asp

α hélice hidrófoba

20-25 AA hidrofóbicos

Funciones de la membrana plasmática

Membrana plasmática procariota

Barrera de permeabilidad selectiva

Detecta nutrientes y toxinas de su

entorno

Captación de nutrientes y

eliminación de los productos de

desecho

Procesos de transducción de

energía (fotosíntesis y respiración)

Proteínasreceptoras

Proteínastransportadoras

Dependiendode la especie

Función

Membrana plasmática eucariota

Proporciona forma, resistencia

mecánica y protección

Procesos de reconocimiento y adhesión celular

(inmunidad)

Barrera de permeabili

dad

Captación de nutrientes y

eliminación de los productos de

desecho

Responde a estímulos externos

Glucocáliz

Tipos de transporte de moléculas a través de las membranas

Permeabilidad de las membranas celulares

Paso de solutos

Transporte activo y pasivo

Paso de macromolécul

as

ExocitosisEndocitosis

Transporte pasivo y activo

Exocitosis

Las vesículas transportadoras destinadas a la superficie celular descargan su contenido fuera de la célula.

Fusión de la membrana de la vesícula con la membrana plasmática.

Cuando se transfiere mucho contenido – se compensa con vesículas que operan en sentido contrario (vesículas de reciclaje) Endocitosis

Endocitosis

Proceso en el que las moléculas receptoras de membrana plasmática se unen a moléculas específicas o complejos moleculares (ligandos) para incorporar el material a la célula.

Según el tamaño y las propiedades

físicas del material a incorporar

Fagocitosis Sólidos

Endocitosis Líquidos

Inespecífica

Ingreso automático

• Principalmente por macrófagos y leucocitos neutrófilos

• Elimina parásitos pequeños, bacterias, partículas extrañas.

Regulada: Receptores

específicos

Bibliografía

• Karp G. (2009). Biología Celular y Molecular. 5 edición. México: McGraw-Hill /Interamericana

• Lodish, H. (2005) Biología Celular y Molecular, 5a edición, México: Médica Panamericana

• Mckee, T., & Mckee, J. (2003). Bioquímica. La base molecular de la vida. 1ª edición, España: Mc Graw Hill Interamericana

• Tórtora, G. (2013) Principios de Fisiología y Anatomía, 13ª edición. México: Médica Panamericana