II. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE MEMBRANAS
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II. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE MEMBRANAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. Componentes de las membranas biológicas Modelo del Mosaico fluido y propiedades de las membranas Termodinámica del transporte Mecanismos de transporte Tipos de transporte Comunicación celular ¿POR QUÉ SON IMPORTANTES LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS? FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEFINEN LOS LÍMITES EXTERNOS DE LAS CÉLULAS REGULAN EL TRÁFICO MOLECULAR RELEVANTES PARA LA COMUNICACIÓN INTER E INTRACELULAR PERMITEN LA COMPARTAMENTALIZACIÓN ORGANIZAN SECUENCIAS COMPLEJAS DE REACCIONES SON DE IMPORTANCIA PARA LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS ESTAN COMPUESTAS POR PROTEÍNAS, LÍPIDOS Y CARBOHIDRATOS CARBOHIDRATOS LÍPIDOS PROTEÍNAS CADA TIPO DE MEMBRANAS TIENE UNA COMPOSICIÓN DE LÍPIDOS Y PROTEÍNAS PARTICULAR LOS TRES PRINCIPALES LÍPIDOS DE MEMBRANA GLICEROLÍPIDOS ESTEROLES ESFINGOLÍPIDOS LAS CADENAS DE ÁCIDOS GRASOS PRESENTES TANTO EN LOS GLICEROLÍPIDOS COMO EN LOS ESFINGOLÍPIDOS SON: DE DIFERENTE LONGITUD Y PUEDEN PRESENTAR INSATURACIONES ÁCIDOS GRASOS .-Son ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas de 4 a 36 carbonos (C4 a C36) OH 4-36 O OH DIFERENCIAS ENTRE LOS ÁCIDOS GRASOS: La longitud El tipo y número de sustituyentes Grado de insaturación GLICEROLÍPIDOS.- Lípidos en los que dos ácidos grasos están unidos por enlace éster al primer y al segundo carbonos del glicerol y un grupo cabeza polar unido por enlace fosfodiéster al tercer carbono H 2C OH HC OH H 2C OH GLUCOLÍPIDOS ESFINGOLÍPIDOS.- Lípidos en los que un ácido graso esta unido por un enlace amida a una base de cadena larga (base esfingoidea) y un grupo cabeza polar esta unido al primer carbono de la BCL GRUPO CABEZA BCL 16-26 O 1-11 ÁCIDO GRASO OH ESTRUCTURA DE GRUPOS CABEZA DE LOS ESFINGOLÍPIDOS COMPLEJOS: Ceramida (H- ) Esfingomielina: Glucosilceramida (GluCer) GRUPO CABEZA Lactosilceramida (LacCer) BCL Cerebrósidos Galactosa Globósidos Glucosa ÁCIDO GRASO Ácido N-acetil-neuramínico ESQUELETO DE CERAMIDA Gangliósido G M3 Modificado de Merrill et al. (2001) COLESTEROL.- Esta formado por el ciclopentanoperhidrofenantreno, una cadena lateral y un grupo polar (hidroxilo en la posición 3) DIFERENTES TIPOS DE ESTEROLES Diferentes esteroles colesterol Gavilanes, 2008 LOS TRES PRINCIPALES LÍPIDOS DE MEMBRANA GLICEROLÍPIDOS ESTEROLES ESFINGOLÍPIDOS LOS LÍPIDOS MEMBRANALES SON ANFIPÁTICOS PORCIÓN HIDROFÓBICA CABEZA POLAR LOS LÍPIDOS ANFIPÁTICOS FORMAN UNA BICAPA LIPÍDICA LOS LÍPIDOS MEMBRANALES VAN A FORMAR ESTRUCTURAS LAMELARES O LAMINARES, CONTINUAS, CERRADAS LAS MEMBRANAS CELULARES SE FORMAN POR DOS MONOCAPAS CONTRAPUESTAS ENTRE SÍ MONOCAPA o 30 A (5-8 nm) MONOCAPA LAS DOS MONOCAPAS NO SON IDÉNTICAS ENTRE SÍ EN COMPOSICIÓN DE LÍPIDOS, SON ASIMÉTRICAS Gavilanes, 2008 TIPO DE MOVIMIENTOS DE LOS LÍPIDOS EN LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS DIFUSIÓN LATERAL LA MOVILIDAD LATERAL LAS HACE FLUÍDAS Gavilanes, 2008 TIPO DE MOVIMIENTOS DE LOS LÍPIDOS EN LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS LOS LÍPIDOS PUEDEN “AJUSTAR “ SU TAMAÑO A LOS REQUERIMIENTOS ESTRUCTURALES Y DIMENSIONALES DE LAS PROTEÍNAS MEMBRANALES SCHEMATIC ILLUSTRATION OF TRIGGERING THE FUNCTION OF AN INTEGRAL MEMBRANE PROTEIN BY CHANGING THE HYDROPHOBIC MISMATCH. Gavilanes, 2008 PROTEÍNAS ASOCIADAS A LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS TRANSMEMBRANALES PERIFÉRICAS DÍFICILES DE SOLUBILIZAR (Se asocian a la membrana a través de interacciones hidrofóbicas con los lípidos) LAS UNIDAS A PROTEÍNAS FÁCILMENTE SE SOLUBILIZAN (Están unidas a través de interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno) PROTEÍNAS ASOCIADAS A LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS PROTEÍNAS ASOCIADAS A LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS A TRAVÉS DE LÍPIDOS LAS PROTEÍNAS MEMBRANALES GLICOSILADAS SE LOCALIZAN EN EL EXTERIOR CELULAR LAS GRÁFICAS HIDROPÁTICAS COMO HERRAMIENTA PARA PREDECIR LA TOPOLOGÍA DE UNA PROTEÍNA TRANSMEMBRANAL MODELO DEL MOSAICO FLUIDO propuesto por Jonathan Singer y Garth Nicolson en 1972 Grupos polares de lípidos Interacciones hidrofóbicas Proteínas globulares LAS MEMBRANAS SON DISOLUCIONES BIDIMENSIONALES DE PROTEÍNAS GLOBULARES Y LÍPIDOS ORIENTADOS. LA BICAPA ES DISOLVENTE Y BARRERA DE PERMEABILIDAD LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA DIFUNDEN LIBREMENTE
