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COMPONENTES

MOLECULARES

DRA.JADY DUNESKA

PEDRAZA LANGUIDEY

INTRODUCION

• Las membranas biológicas son organizaciones supramoleculares

flexibles y fluidas que delimitan las células del medio circundante,

como es el caso de la membrana plasmática, o constituyen el

sistema de endomenbranas característico de las células eucariotas

que condiciona la compartimentación de éstas.

• (^) La composición molecular de las membranas varía según el tipo de

célula del cual forma parte, están constituidas fundamentalmente

por lípidos, proteínas y glúcidos en pequeñas cantidades.

La bicapa lipídica es asimétrica, ya que la disposición de sus componentes difiere en cada una de las membranas, esta se comporta como una barrera permeable selectiva para las sustancias lipídicas e impermeable a los iones y a la mayoría de las sustancias polares, con excepción del agua

• Los principales lípidos de las membranas son los Fosfátidos de glicerina y los Esfingolipidos, algunas membranas poseen colesterol y ésteres de colesterol.
• Los lípidos constituyen el disolvente de las proteínas.
• los lípidos presentes en las membranas se caracterizan por ser anfipáticos y se organizan formando bicapas que conforman la estructura básica de las membranas

Integrales o

intrínsecas:

casi todas son transmembranal atravizan completamente las bicapas y hacen protrusión tanto al citosol y al líquido extracelular, el 70 % del total de proteínas de las membranas son de este tipo están totalmente o parcialmente

incluidas en las membranas.

Ancladas a

lípidos de

membranas

son aquellas que están firmemente adheridas a un lado de la bicapa por enlaces covalentes a los ácidos grasos unidas a los lípidos de la membrana mediante un enlace covalente, se localizan fuera de la bicapa lipídica, tanto en la cara citoplasmática como no citoplasmática, y participan en la comunicación y diferenciación celular.

Periféricas o

extrínsecas :

son las que están dispuestas hacia la superficie externa o interna de la bicapa, no tan firmemente introducidas en la bicapa, se asocian de forma más laxa con las cabezas polares de los lípidos o con proteínas integrales situadas en la superficie externa o interna de las membranas unidas por fuerzas electrostáticas y puentes de hidrógenos a la porción polar de los lípidos.

Las proteínas son componentes fundamentales de las

membranas, que desempeñan funciones esenciales como

son:

 Formar parte de su organización estructural.  Actuar como enzimas.  Ser transportadoras o formadoras de canales  Ser receptores de membrana, capaces de interactuar con ligandos específicos, provocando una respuesta celular determinada.

• Participar en la comunicación y la diferenciación celular.
• Glúcidos o carbohidratos:Los glúcidos se hallan unidos de forma covalente a lípidos o proteínas para formar glicolípidos o glicoproteínas, respectivamente. La fracción glucídica constituye entre 2 y 10 %; estructuralmente son oligosacáridos con carácter informacional que se disponen hacia la cara no citoplasmática, estos pueden ser simples o ramificados. Estos al igual que los demás componentes le aportan simetrías a las membranas

 Modelo de mosaico fluido:Los lípidos y las proteínas organizados en forma de mosaico. Las membranas como estructuras fluidas donde los lípidos y proteínas pueden efectuar movimientos de traslación. Sus componentes dispuestos de forma asimétrica.

• Resumiendo, el modelo de mosaico fluido considera:

 Las membranas son disoluciones bidimensionales de lípidos y proteínas globulares orientadas

las proteínas forman un mosaico dentro de la bicapa lipídica, que constituye la estructura básica

 Los lípidos y las proteínas organizados en forma de mosaico.

 Las membranas como estructuras fluidas donde los lípidos y proteínas pueden efectuar

movimientos de traslación lateralización y rotación dentro de la misma mitad de la bicapa( es muy raro que puedan pasar de una cara a la otra(flip – flop) esto es debido a que es muy difícil para los segmentos hidrófilicos de las moléculas de la membrana atravesar el núcleo hidrófobo)

 Sus componentes dispuestos de forma asimétrica.

PROPIEDADES FISIOLÓGICAS: Entre los mecanismos que permiten este intercambio, están los que van desde la simple difusión u osmosis, hasta los procesos más complejos como la pinocitocis y fagocitosis. Las propiedades de adhesión garantizadas por el glucocalix de la membrana facilita la unión entre las células. Es importante interpretar por qué a nivel de la membrana se generan potenciales eléctricos, los que se transmiten de un punto a otro de la célula provocando la excitación de la misma.

• MECANISMOS DE TRANSPORTE: Sin la participación de proteínas transportadoras.

 Difusión simple.

 Ósmosis.

• Con participación de proteínas transportadoras.

 Transporte activo.

 Transporte pasivo.

• Poros y canales.
• Endocitosis y exocitosis
• Por su naturaleza apolar la bicapa lipídica de la membrana se comporta como una barrera impermeable para los iones y las moléculas polares con excepción del agua.

Osmosis: La ósmosis es un caso particular de difusión pero lo que atraviesa la membrana es líquido es decir el agua desde una zona de mayor concentración a la zona de menor concentración de agua. Se verifica desde un área de menor concentración de soluto a una región de mayor concentración de soluto Si en ambos lados de una membrana existen dos soluciones con concentraciones diferentes de un soluto que no puede atravesarla, se produce el paso del solvente acuoso desde el lado donde se encuentra la solución más diluida hacia la más concentrada, buscando igualar las concentraciones de solvente.

• Se conoce como presión osmótica a la fuerza que hay que ejercer en el lado de la solución más concentrada para impedir el paso de agua desde el lado de la solución más diluida. Esta presión es proporcional a la concentración de partículas de soluto que no pueden atravesar la membrana cuanto mayor es la concentración de soluto, mayor será la presión osmótica

Tonicidad:(es la capacidad de una solución para modificar el volumen de las células mediante la alteración de su contenido de agua Que sucederá si usted coloca un glóbulo rojo en una solución isotónica, hipotónica e hipertónica. Sabiendo que la concentración de NACL al 0.9% y las consecuencias (crenación y la hemolisis)

• Difusión Facilitada: Los solutos que son demasiado polares o demasiado cargados para poder difundir a través de las bicapas y son demasiados grandes para difundir por los canales lo hacen mediante el mecanismo de transporte llamado difusión facilitada o transporte pasivo
• Las translocasas o permeas: (las proteínas transportadoras), estas reconocen a las sustancias que van a transportar y cambian su conformación, lo que garantiza el paso de la sustancia a través de la membrana. Este se realiza a favor del gradiente de concentración y que el paso de una conformación a la otra es esencial para que se efectúe el transporte.
• Cuando la proteína es capaz de transportar sólo una molécula, se dice que el proceso es uniporte, cuando el paso de una sustancia depende del transporte simultáneo de otra, el proceso se denomina cotransporte y cuando se transporta dos sustancias en sentidos diferentes se llama Antiporte.

Exocitosis : mediante este proceso las sustancias salen por fusión de la membrana plasmática con vesículas formadas dentro de la célula. Ambos traen como consecuencia modificaciones en la membrana, requieren de energía proveniente del ATP el transporte de vesículas es un proceso activo.

• La pinocitocis: se incorpora material a la célula acompañado de gran contenido líquido.

Se forman pequeñas invaginaciones de la membrana que rodean al líquido extracelular y

a la sustancia contenida en él, formándose una vesícula pinocítica que se incorpora a la

célula.

• En la imagen se representa la distribución iónica de algunos de estos componentes en el

líquido intracelular y extracelular. Observen que el sodio es el principal catión del líquido

extracelular, mientras que el potasio lo es del intracelular. El cloruro está más

concentrado en el líquido extracelular, mientras que el fosfato y las proteínas lo están en

el intracelular.

La membrana en reposo es mucho más permeable al potasio, lo cual se debe a que los canales de potasio son mucho más permeables que los de sodio y el radio hidratado del potasio también es menor; por tanto el potasio se mueve hacia afuera a favor de su gradiente de concentración, generando un mayor número de cargas positivas en el exterior y negativas en el interior, lo que se corresponde con la polaridad de la membrana en estado de reposo.

• electrógena ya que genera un predominio de cargas positivas en el exterior y negativas en el interior, contribuyendo al valor del potencial de membrana en reposo, a la vez que participa en su mantenimiento al contribuir al desequilibrio iónico de la membrana entre otras funciones.
• Como expresamos anteriormente, la membrana en reposo es mucho más permeable al potasio que al sodio, por tanto es el potencial de difusión para el potasio el factor que más influye en el valor del potencial de membrana en reposo; una contribución adicional lo aporta la bomba de sodio y potasio, sin embargo la difusión de sodio a través de la membrana tiene poca importancia debido a que la membrana en reposo es poco permeable al sodio.
• Es necesario aclarar que la bomba de sodio-potasio participa en el mantenimiento del potencial de reposo al mantener el desequilibrio de cargas en la membrana. En su estudio independiente deben profundizar en estos contenidos.
• Génesis del Potencial de Membrana en Reposo (PMR)  Permeabilidad al potasio.  Bomba de sodio – potasio. Otro de los factores que contribuye al valor del potencial de membrana en reposo es la bomba de sodio y potasio. La ATP asa de sodio y potasio es una proteína que presenta dos subunidades una beta y otra alfa. La porción intracelular de la subunidad alfa presenta un sitio para la unión con el sodio, uno para la fosforilación y otro para la unión con el ATP. La porción extracelular tiene un sitio para la unión con el potasio. Esta enzima cataliza la hidrólisis del ATP y utiliza la energía para expulsar tres iones de sodio e ingresar al líquido intracelular dos iones de potasio, por lo cual es una bomba