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NO EXISTE UN MODELO SIMPLE DE ORGANIZACÓN DE LA MEMBRANA PLASMATICA,…
NO EXISTE UN MODELO SIMPLE DE ORGANIZACÓN DE LA MEMBRANA PLASMATICA
ESTRUCTURA BASICA DE LA MEMBRANA
Bicapa lipídica con núcleo hidrofóbico y cabezas polares
compuesta por miles de diferentes especies de fosfolípidos, que difieren en:
cabeza polar
longitud de cadenas de ac. grasos
saturación de las cadenas de ac. grasos
lípidos que dan mas complejidad a la membrana plasmática
esteroles (ejemplo: colesterol en mamiferos)
que representa el 40% de lipidos
otorga viscosidad o acoplamiento entre hojas
la mitad de la masa total de la membrana plasmatica son proteinas
integrales
perifericas
algunas se unen a la membrana por inetracciones electrostaticas
proteínas "asociadas a la membrana" con interacciones
proteina-proteina
proteína-glucano
los glucanos forman una estructura densa que evolutivamente ha ayudado a la barrera selectiva
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ORGANIZACION DE LA MENBRANA PLASMATICA
FACTORES EXTRINSECOS
Estructuras predominantes que participan en las asociaciones persistentes de las proteínas
Dominio extracelular
Dominio cistosólico
Interacción con gran afinidad y formación de estructuras estables
Asociado a la señalización y la adhesión celular
Proteinas citosólicas
Se unen a determinadas especies de lípidos ( fosfotidilserinas y fosfoinositoles )
Controlan procesos importantes (fagocitosis)
Proteínas periféricas
Modulan la localización y movilidad de los lípidos cargados
Curvatura (No es un factor extrínseco típico)
Generadas por proteínas de dominio BAR
Generadas por fuerzas mecánicas inducidas por el citoesqueleto
Modula la distribución de las moléculas de la membrana
Determinadas proteínas que se acumulan en membranas curvadas y estas se clasifican mediante la curvatura, mientras que otras no lo hacen
Impacto de la actina
Regulación del tráfico
Señalización de la membrana
Glicocálix
Dominios extracelulares glicosilados
Eventos exo/endociticos
Cambian transitoriamente la composición de la membrana local
Transporte vesicular y el mediado por proteinas
Responsables del recambio de moléculas de la membrana
No tienen la capacidad de controlar todos los procesos de la membrana
FACTORES INTRINSECOS
Continuidad de la membrana
Al cubrir totalmente la célula esta continuidad es importante para los receptores de membrana y la moléculas efectoras
Favorece las interacciones intermoleculares
Asimetría química
Causa el gradiente de iones que impulsan los procesos celulares vitales
Induce la distribución heterogénea de los lípidos
Carácter bidimensional
La distingue de solutos tridimensionales como el citosol
Autoensamblaje de lipidos
Generan heterogeneidad fisicoquímica
Sobre la Fluidez
Viscosidad
varia en el espacio-tiempo según la composición u otros factores que en esta existan
puede ser modificada por lípidos, proteínas y otras estructuras poco móviles
Fluidez
Confiere una ventaja importante ya que es la base del carácter dinámico de las reacciones bioquímicas que se dan en ella
Sobre la relación entre los elementos
Acoplamiento interfoliar
Las cadenas acil se interdigitan y este acoplamiento puede coordinar la organización de las moléculas entre los folios
Caracter cooperativo
Los elementos de la membrana interactuar y se influirse mutuamente.
NO HAY MODELO UNIVERSAL PARA LA ORGANIZACIÓN LATERAL DE LA MEMBRANA DEL PLASMA
Mejoras en tecnología reducen la validez de una teoría tan única y universal.
Membrana plasmática compleja y dinámica
moléculas actúan en conjunto para una producción fisiológica óptima
escalas: nanoescala, mesoescala o macroescala.
Formación de clusters depende de propiedades intrínsecas
METÁFORA
Desafío: combinación de modelos principales con metamodelos más holísticos para aumentar el poder predictivo.
Se cree que no hay un mecanismo simple de organización de la membrana del plasma de mamíferos
A) ¿ POR QUÉ?
Factores intrínsecos + factores extrínsecos
interconectados altamente y pueden ocurrir al mismo tiempo o en eventos secuenciales rápidos
Extrínsecas: efectos más específicos
Afectan áreas de superficie más grandes
Durante periodos más largos con mayor eficiencia
COMBINACIÓN DE DOS FACTORES ES LA QUE REGULA EL COMPORTAMIENTO DE LAS MOLÉCULAS EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA, EN ESPECTRO COMPLETO DE ESCALAS
ESPACIALES
TEMPORALES
Intrínsecas: factores generales -> fluidez, viscosidad
Requieren cambios significativos en composición celular
Ocurre a nanoescala (local) , pero con mucho costo de energía para cambios a gran escala.
B) ¿CUÁLES SON LAS CONSECUENCIAS?
No se deben ignorar propiedades físicas de la membrana
Son menos decetables
Pero forman la base de la organización y función de la membrana
Por ello, es necesario
interpretar datos centrados en la membrana
uso sistémico de herramientas químicas y genéticas como prueba de modelos
realizar análisis cuidadoso de eventos secuenciales
El tratamiento sistémico, debido a fluidez y cooperatividad, influirá en el comportamiento de moléculas presentes en membrana o asociadas a ella.
POR LO TANTO, SE RESUME QUE ES NECESARIO TENER UNA INTERPRETACIÓN CAUTELOSA Y NUMEROSOS CONTROLES, PUNTOS DE VISTA ALTERNATIVOS PARA ELLA Y ES IMPORTANTE RECONOCER EL IMPACTO DE LAS PROPIEDADES INTRÍNSECAS DE LA MEMBRANA
Observación del sistema introduce etiquetas o fuentes de luz intensa que se usan en microscopía de fluoresencia
ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Modelos generales
AUTOENSAMBLAJES DE LÍPIDOS Y DOMINIOS LIPÍDICOS ORDENADOS
Los lípidos y sus autoensamblajes pueden determinar el destino de las moléculas de membrana recién sintetizadas o recicladas
Se propuso a las “balsas lipídicas” como las plataformas de membrana plasmática de alto orden molecular enriquecidas en colesterol y esfingolípidos, en las que las proteínas involucradas en la señalización pueden interactuar selectivamente con moléculas efectoras.
MODELO DE COLCHÓN
El espesor medio hidrofóbico de la membrana aumenta entre el RE, el aparato de Golgi y la membrana plasmática
En la traducción de proteínas, las proteínas largas se incorporan a la membrana relativamente delgada del RE, lo que provoca un "desajuste hidrófobo".
Los lípidos con cadenas de acilo más largas y saturadas, generan una heterogeneidad en la membrana del RE.
MODELO HIDRODINÁMICO
Las velocidades de difusión molecular dependen principalmente de la viscosidad y el grosor de la membrana, y solo débilmente del tamaño de las proteínas y los agregados.
Aplica solo para moléculas que se mueven libremente y que no tienen interacciones con objetos.
Modelo limitado por la densidad de los objetos en la membrana y su entorno lipídico
Presencia de obstáculos que se mueven lentamente y el apiñamiento molecular puede influir en la movilidad de los componentes de la membrana.
Los lípidos en la vecindad de los TMD de las proteínas integrales de la membrana exhiben una difusión lateral reducida.
MODELO DE MOSAICO FLUIDO
La membrana presenta fluidez.
Presenta un carácter mixto de las membranas celulares, dado a que diversos lípidos y proteínas coexisten en una única estructura laminar.
ESQUELETO DE ACTINA CORTICAL
Influye en la movilidad de las moléculas de la membrana plasmática y su organización lateral..
El posicionamiento proximal de la membrana del esqueleto de la actina cortical.
La asociación directa del esqueleto de actina cortical con la membrana plasmática, a través de proteínas o complejos de unión a actina.
Es el modelo más aceptado para la organización de membranas.
El esqueleto de actina cortical afecta a las moléculas de la membrana.
Conceptos
Las propiedades intrínsecas, como la viscosidad, pueden ser responsables de la reducción de las velocidades de difusión para los lípidos en las membranas celulares.
Las membranas son continuas, todos sus componentes lipídicos deben ser influenciados de manera similar e igual en toda el área.
Para los lípidos que no cumplen con esto, la localización y la movilidad están reguladas por otros factores.
Explicar ciertos enigmas relacionados con la organización y función de la membrana plasmática.
Modula la organización de la membrana y la movilidad de las proteínas de membrana
Interacciones proteinicas