Estructura y función de la membrana plasmática
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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