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Estructura y transporte a través de la membrana (GENERALIDADES DE LA…
Estructura y transporte a través de la membrana
GENERALIDADES DE LA FUNCIONES DE LA MEMBRANA
Compartimentalización
.
Rodea el contenido de toda la célula. Permite la presencia de actividades especializadas sin interferencia externa y permite la regulación independiente de actividades celulares.
Andamiaje para actividades bioquímicas.
Provisión de una barrera con permeabilidad selectiva.
Medio de comunicación entre los compartimientos que lo separan.
Transporte de solutos.
De una región en la que la concentración de solito es mucho más alta. Permite que una célula acumule sustancias, como azúcares y aminoácidos, necesarios para alimentar su metabolismo y construir macromoléculas.
Respuesta a señales externas
.
Membranas tienen receptores que se combinan con ligadnos que tienen estructuras complementarias.
Interacción celular.
Media las interacciones entre las células vecinas.
Transducción de energía.
Conversión de energia. Un ejemplo es la fotosíntesis.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS
LIPIDOS DE LAS MEMBRANAS
Fosfoglicéridos
Fosfolípidos
. Con grupo fosfato
Fosfolípidos sobre columna de glicerol
Diglicéridos
. Sólo 2 de los grupos hidróxido del glicerol están esterificados con ácidos grasos
Sin sustituciones = Ácido fosfatidíco
Ácido graso
Monoinsaturado
. Un enlace doble
Saturado
. Sin enlaces
Poliinsatuado
. Más de un enlace doble
Esfingolípidos
Derivado esfingosina, amino alcohol que contiene larga cadena de hidrocarburos. Tienen 2 cadenas largas de hidrocarburos hidrófobos y una región hidrófila. Anfipáticos. Estructura parecida a fosfoglicérido
Esfingosina + ácido graso por grupo amino =
Ceramida
Esfingomielina
. Sustituto fosforicolina, unico fosfolípido de membrana que no esta formado sobre una columna de glicerol.
Glucolípido
. Sustituro es un carbohidrato.
Cerebrósido
. Carbohidrato es un azúcar simple.
Gangliósido
. Grupo pequeño de azúcares.
Vaina de mielina:
Galactocerebrósido, glucolípido. Se agrega una galactita a la ceramida.
Colesterol
Orientadas con su pequeño grupo hidróxido hacia la superficie de la membrana. Resto de la moléculas sepultada en la bicapa lipídica.
Anillos hidrófobos son planos y rígidos, interfieren con los movimientos de las colas de ácidos grasos de fosfolípidos.
Bicapa lipídica
Sirve como columna estructural para la membrana.
Establece la barrera que impide los desplazamientos aleatorios de materiales hidrosolubles hacia dentro y fuera la célula.
Composición lipidica determina el estado físico e influye en la actividad de las proteínas
Liposomas
Paredes de vesículas esféricas llenas de líquido. Vehículos para transportar fármacos o moléculas de DNA
Anfipáticos
, contienen regiones hidrofílicas e hidrófobas
Membrana mitocondrial interna
Proporción alta entre proteína y lípidos, portadores proteicos de CET,
CARBOHIDRATOS DE LAS MEMBRANAS
Enlaces covalentes con proteínas para formar glucoproteínas. El resto con lípidos para formar glucolípidos.
Glucosilación
: Adición de carbohidratos a una proteína
Carbohidratos de proteínas se encuentran como
oligosacáridos
cortos, hidrófilos y ramificados, con menos de 15 azúcares por cadena.
Papel en mediar interacciones de una célula con su ambiente y para distribuir las proteínas de la membrana a distintos compartimientos celulares
Carbohidratos de glucolípidos eritocítica determinan el tipo sanguíneo de una persona A, B, AB u O
LÍPIDOS Y FLUIDEZ DE LA MEMBRANA
Importancia
Establece un compromiso perfecto entre una estructura rígida y ordenada. Fluidez permite las interacciones dentro de la membrana.
Hace posible que los cúmulos de proteínas de membrana se ensamblen en sitios particulares dentro de la membrana y formen estructuras especializadas
Moléculas que interactúan pueden reunirse, llevar a cabo la reacción necesaria y separarce
Uniones intercelulares, complejos fotosintéticos que captan la luz y las sinapsis
Temperatura de transición
Acidos grasos cis-insaturados tienen dobleces en los sitios con doble enlace.
Ácidos grasos saturados tienen la forma de un bastón recto y flexible
Depende de la capacidad de las moléculas de lípido para agruparse
Fosfolípidos con cadenas saturadas se agrupan con mayor firmeza
Mientras mayor sea el grado de instauración de los ácidos grasos de la bicapa, menor es la temperatura antes que la bicapa se melifique
Longitud de la cadena de ácidos grasos
Mientras más cortas sean las cadenas de ácidos grasos de un fosfolípido, es menor las temperatura de fusión
Estado físico de la membrana también lo modifica el colesterol
A causa de su orientación dentro de la bicapa, las moléculas de colesterol interrumpen el empaque ajustado de las cadenas asilo grasas e interfieren con su movilidad
Colesterol tiende a aumentar la durabilidad y atenuar la permeabilidad de una membrana
BALSAS LIPÍDICAS
Proporciona un medio para introducir orden en un mar aparentemente aleatorio de moléculas de lípido
Sirven como plataformas flotantes que concentran proteínas específicas, con lo cual organizan la membrana en compartimientos funcionales
MODELO DE MOSAICO FLUIDO
Bicapa lípidica se mantiene como el centro de la membrana, pero la atención se enfoca en el estado físico del lípido.
Presenta las membranas celulares como estructuras dinámicas en las que los componentes son móviles y capaces de reunirse para mantener varios tipos de interacciones.
PROTEÍNAS
Integrales
Penetran bicapa. Proteínas transmembrana, cruzan por completo. Constituyen 20 a 30% de las proteínas codificadas.
Penetran bicapa. Proteínas transmembrana, cruzan por completo. Constituyen 20 a 30% de las proteínas codificadas.
Conductos o transportadores participantes en el desplazamiento de solitos a través de la membrana
Agentes que transfieren electrones durante proceso de fotosíntesis y respiración
Ancladas al lípido
Fuera de bicapa, en superficie extracelular o en citoplásmica, tiene enlaces covalentes con una moléculas de lípido que se encuentra dentro de la bicapa.
Caras externas están unidas mediante un pequeño oligosacárido complejo unido con una molécula de fosfatidilinositol.
Periféricas
Fuera de bicapa, en lado citoplásmico o extracelular. Superficie con superficies mediante enlaces no covalentes.
Se relacionan con la membrana mediante enlaces electroestáticos débiles
Pueden solubilizarse mediante la extracción con soluciones salinas muy concentradas que debilitan los enlaces electroestáticos que mantienen unidas a las proteínas periféricas con la membrana
Se sitúan en la superficie interna (citosólica) de la membrana plasmática, donde forman una red fibrilar que actúa como esqueleto. Brindan soporte a las estructuras de la membrana.
Lateralidad
Asimetría en donde cada proteína tiene una orientación definida en relación con el citoplasma, por lo que las propiedades de las superficies difieren mucho.
Proteínas fijadas con GPI
Proteínas periféricas de membrana que contienen enlace glucosilfosfatilinositol. Fijadas a la membrana por medio de una molécula de la bicapa
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
Hay dos tipos de transporte:
pasivo
(no gasta energía) y
activo
(consume energía)
Pasivo
Este tipo de transporte es el que se produce a favor del gradiente y se da por:
Difusión simple
: Es el paso de moléculas a favor del gradiente, sin necesidad de proteínas
A través de la bicapa
Las moléculas que entran son hormonas esteroideas, anestésicos, fármacos liposolubles, oxígeno CO2, nitrógeno atmosférico
El agua (osmosis), el etanol y la glicerina también entran.
A través de los canales
Se realiza mediante proteínas de canal, la cual se encuentra regulada
Entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-
Difusión facilitada
Se utilizan proteinas transportadoras, para el transporte de moléculas polares (aminoácidos, monosacáridos)
Activo
Es el que se produce en contra del gradiente
Requiere de energía en forma de ATP
Ejemplos de este gradiente son las
Bomba de Sodio y Potasio
y
La bomba de Calcio
Dióxido de Nitrógeno
Se descompone en agua para formar ácido nítrico y óxido nítrico
Gas
hidrófobo
Membranas lipídicas y las regiones hidrofóbicas de las proteínas son sumideros potenciales
Especies reactivas de nitrógeno exhibirán una química diferente debido a las concentraciones locales más altas y la falta de reacciones de hidrólisis.
Tiene la capacidad de oxidar directamente grupos funcionales en moléculas biológicas y de formar complejos de adición a enlaces dobles ,especialmente en fosfolípidos de membrana.
Existe como un líquido por debajo de 21 ° C
Inicia la generación radical libre, que da lugar a la oxidación de proteínas, la peroxidación de la lipídica y el daño de las membranas de células
BIBLIOGRAFÍA
Karp, G. (2014). Biología celular y molecular: conceptos y experimentos. México: McGraw-Hill Interamericana.
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