¡Descarga Exploración de las Membranas Plasmáticas: Flipasas, Scramblasas y Proteínas - Prof. Zapata y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!
1. ¿Porque el ARN, más que el ADN o las proteínas, debió de ser la primera molécula
implicada en el origen de la vida? El ARN habría sido primero dado que la ribosa es más fácil de sintetizar que la desoxirribosa y puede hacerse a partir del formaldehido presente en el mundo primitivo. El ARN podría ser esencial para origen de la vida, aunque no haya sido demostrado, es posible en el laboratorio; ya que cuenta con: ribonucleótidos difíciles de formar sin enzimas: Las primeras moléculas catalíticas serian unos polímeros parecidos más simples (piranosil ARN; acido péptido nucleico)
Este pre-ARN más simple podría utilizarse como template y catalizador para formar un verdadero ARN.
Aunque el ADN predominaría porque su mayor estabilidad, proporcionada por la desoxirribosa y las timidinas, le permite cadenas más largas y más estables.
2. ¿Porque es difícil establecer árboles filogenéticos a partir de secuencias génicas, aún
de moléculas muy conservadas? Es difícil establecer árboles filogenéticos a partir de secuencias genéticas, aún de moléculas muy conservadas porque los genes ancestrales pueden perderse (al producirse mutaciones que dan lugar a nuevos genes más favorables para la supervivencia) mientras que otros genes pueden adquirirse mediante transferencia horizontal (la transmisión del genoma o parte de éste de un organismo a otro que no forma parte de su descendencia) y no ser por tanto ancestrales para este organismo.
Los mecanismos de transferencia génica horizontal son: bacterias que al morir su ADN es captado e integrado a otras, conjugación bacteriana, inserción viral en genoma huésped y los plásmidos (fragmentos de ADN bacteriano). Aun así sabemos que los genomas de bacterias archeas y eucariotas actuales provienen de tres linajes independientes de genes supervivientes del pool de genes de una comunidad de distintas células primitivas que intercambiaban constantemente sus genes.
3. Describir los tipos de movimientos realizados por los lípidos en las membranas
artificiales Movimiento flip-flop raro, pero en las membranas vivas las proteínas que favorecen este movimiento son:
• Flippasas FL de hoja externa a interna
• Floppasas FL de hoja interna a externa (en contra de gradiente y con gasto energético)
• “Revoltijasas/Scramblasas” bidireccional pero solo a favor de gradiente.
Movimiento rápido de los FL en el plano de la membrana (~10^7 veces/seg). Con un coeficiente de difusión: proporcional de membrana de una bacteria grande difundida por una molécula lipídica dada en un segundo
Rotación rápida de las cabezas polares a lo largo eje mayor mol
Cadenas hidrocarbonadas flexibles
4. ¿Cómo contribuye el colesterol a la movilidad de los lípidos en las membranas?
El colesterol restringe el movimiento de las cabezas polares y afectas a las colas hidrofóbicas según la concentración:
• A altas concentraciones, la interacción anillo esteroídico inmoviliza las colas (menor fluidez)
• A bajas concentraciones la interacción cesa y las colas se dispersan y se movilizan (mayor fluidez)
En general el colesterol genera menor fluidez pero su interposición entre las cadenas hidrocarbonadas impide sus interacciones aumentando la fluidez.
5. ¿Qué son los rafts lipídicos? ¿Qué composición tienen? y ¿Para qué se considera que
sirven? Los rafts lipídicos son dominios pequeños (10-200 nm), heterogéneos, muy dinámicos, enriquecidos en esteroles + esfingolípidos, donde la bicapa tiene mayor grosor, que participan en procesos de compartimentalización de las funciones de las membranas y pueden representar hasta un 30% de la misma. Varios rafts pequeños pueden asociarse formando “plataformas” mayores, por tanto, no son compartimentos preexistentes sino estructuras transitorias que pasan de mini- o nanodominios a estructuras más grandes y estables más o menos continuamente
Contienen numerosas proteínas confirmadas por proteómica: designaling, adhesión, citoesqueleto, etc.
6. Describir los principales lípidos presentes en la hoja externa y en la hoja interna de
la membrana plasmática
Los lípidos más característicos de la bicapa son los fosfolípidos y el colesterol aunque también podemos citar los glucolipidos.
HOJA EXTERNA: En la hoja externa encontramos fosfolípidos (lípidos saponificables conocidos también
como fosfoglicéridos y con carácter anfipático- cabeza polar + colas hidrófobas) con cabeza polar de colina.
-ESFINGOMIELINA
-FOSFATIDIL COLINA (Lectina)
En la hoja externa encontramos también glucolípidos en cuya estructura contienen azúcares y provienen de la
esfingosina. Confieren la máxima asimetría a la membrana.
HOJA INTERNA: En la hoja interna encontramos fosfolípidos con grupo amino terminal
-FOSFATIDIL ETANOLAMINA (Cefalina)
-FOSFATIDIL SERINA
7. ¿Para qué sirve la asimetría de la membrana plasmática?
Asimetría tiene importancia en los diversos campos:
Funcional Casi todos los FL poseen colina en su cabeza polar (fosfatidilcolina, esfingomielina) en la hoja externa y los que tienen un grupo terminal amino (fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina) la poseen en la hoja interna
Los glicolípidos exclusivamente en la cara externa confieren la máxima asimetría a la membrana plasmática
La asimetría genera notables diferencias de carga entre las dos caras de la bicapa, y tiene relevancia para la conversión de señales.
En la transmisión de señales Muchas proteínas citosólicas se unen directamente a los grupos polares de lípidos concretos de la hoja interna (PKC a fosfatidilserina, porque necesita FL cargados (-) para activarse) Existen determinados lípidos que sufren modificaciones para crear puntos de anclaje en la membrana para proteínas:
Fosfatidilinositol (hoja interna) es fosforilado por fosfatidilinositol 3-kinasa, a su vez activada por numerosas señales externas, y crea puntos de anclaje para proteínas citosólicas específicas.
Fosfolipasa C corta el fosfatidilinositol: un fragmento queda en la MP y activa PKC y el otro liberado al citosol estimula la salida de Ca2+^ del RE.
Permite distinguir células vivas y muertas La apoptosis expone fosfatidilserina en la hoja externa: las células vecinas “notan el cambio” y eliminan la célula apoptótica. El traslocador de FL que trasporta lípidos de la hoja externa a la interna se inactiva y se activa la “scramblasa” que trasfiere lípidos bidireccionales e inespecíficamente.
Se genera para algunos lípidos en sus puntos de síntesis (solo se organizan nuevas membranas por expansión de pre- existentes) Esfingomielina: síntesis cara luminal Golgi, localización: cara externa MP. Fosfoglicéridos: síntesis cara citosólica RE, localización cara interna, pero la Fosfatidilcolina es trasportada después por flippasas a la cara externa.
8. Tipos de proteínas identificadas en las membranas plasmáticas
• Proteína trasmembranales(1-3), son anfipáticas: cuentan con una parte hidrofóbica que interacciona con colas
lípidos covalentemente y una parte hidrofílica expuesta a ambos lados (R, trasportadores)
• Proteínas citosólicas asociadas a hoja interna vía una hélice α anfipática presente en la superficie de la proteina
(4) o una o más uniones covalentes a las cadenas lipídicas(5)
• Proteínas totalmente expuestas a la superficie celular unidas covalentemente a az + inositol(6)
• Proteínas unidas no covalentemente a otras proteínas presentes en la hoja externa(8) o interna(9)
La G-actina se desnaturaliza rápidamente en concentraciones iónicas altas y polimeriza F-actina; si por el contrario desciende el número de F-Actinas se despolimeriza, es decir, es reversible.
13. Explicar el concepto de polaridad de los filamentos de actina
Todas las subunidades de G-actina apuntan hacia un extremo:
• Pointed end (+): Favorece el ensamblaje de monómeros y crece más rápido. La hendidura de unión del ATP contacta con
la subunidad vecina.
• Barbed End (-): Favorece el desensamblaje de monómeros, está expuesto a la solución. Dependiente de ATP y ADP.
Decoración con miosina y tinción negativa a ME muestra todas las subunidades de G-Actina unida a ella con una flecha en la que las puntas se disponen hacia el barbed end (-) mientras que las barbas se disponen hacia Pointed end (+)
14. ¿Como modifica el triturado de los filamentos de actina la molécula de thymosina β4?
La timosina B4 proporciona un reservorio de Actina para polimerización.
- A pesar de tener actinas suficientes para polimerizar, la célula no lo hace debido a la existencia de ABP (B4) que secuenciaa monómeros e impide la polimerización
-Disminuye el número de monómeros disponibles, el complejo se disocia y deja G-ACT/ATP en libertad
-B4 actua como reservorio de Actina
La prolina no afecta directamente al triturado pero proporciona moléculas de G-ACT/ATP derivadas de G-ACT/ADP haciendo que G-ACT este unida básicamente a ATP
15. Explicar el mecanismo de regulación de las forminas por parte de las moléculas de la familia Rho
Las moléculas de la familia rho son las encargadas del funcionamiento de las fermidas, activándolas o desactivándolas. Estas moléculas están inactivas hasta que se unen a GTP y tras este proceso pueden unirse a las formidas (activándolas). Las formidas ensamblan filamentos de actina no ramificados.
16. Pon ejemplos de proteínas que hacen crosslinking de filamentos de actina
• Fimbrina: posee dos puntos de unión a actina y forma haces de F-actina con la misma
polaridad.
• α-actinina: un solo punto de unión a actina y usan dímeros ensamblados para ensamblar
o seprar F-actina.
• Espectrina: dos puntos de union, más larga que las anteriores y separa aún más la F-
actina bajo la membrana plasmática.
• Filamina: región altamente flexible entre dos puntos de unión que actua como un muelle,
además estabiliza la red de F-actina.
• Arp 2/3: se une a (-) y puede unirse también a otro F-actina y actuar como linking
protein.
17. ¿Qué es un MTOC?
MTOC son las siglas por las cuales se conoce al centro organizador de microtúbulos. El centro organizador de microtúbulos da nombre a conjunto de centriolos (dos centriolos dispuestos de manera perpendicular entre sí) y material pericentriolar electrónicamente denso y amorfo que les rodea.
Se le conoce también como centrosoma y de él derivan todas las estructuras que están formadas por microtúbulos (huso mitótico, flagelos o cilios por ejemplo)
En las células vegetales, que carecen de centrosoma, los microtúbulos se forman a partir de una zona difusa que hace las veces de MTOC.
18. Describe la organización transversal y longitudinal de un centriolo, con todos sus componentes moleculares
Los centriolos se disponen de manera perpendicular entre sí. Cada centriolo es una estructura cilíndrica cuyas paredes están formadas por 9 grupos de 3 microtúbulos o tripletes (estructura 9+0)
Microtúbulo A: es el más interno y próximo al cilindro, es el único completo
Microtúbulo B: se encuentra entre el A y el C
Microtúbulo C: es el más externo al cilindro.
El microtúbulo A es completo mientras que el B y el C solo tienen 10 protofilamentos, cada uno de los microtúbulos comparte 3 protofilamentos con el anterior.
Los tripletes se encuentran unidos entre sí gracias a la proteína Nexina.
Diferenciamos también un extremo proximal (más cercano al núcleo) y un extremo distal (en la periferia)
19. ¿Porqué es más importante para la organización microtubular el material pericentriolar que el propio centriolo?
Porque el material pericentriolar contienefactores clave para la nucleacion de los microtubulos como γ-tubulina ring complex, un complejo proteico con muchas copias de γ tubulina y otras proteínas que actúan como temoplate para las tubulinas α y β
20. ¿Qué es y a que moléculas implican los llamados movimientos anterógrado y retrógrado que acontecen en los
axones neurales?
Son una serie de movimientos mediate los cuales los axones transportan orgánulos en las dos direcciones a lo largo de microtubulos
• Anterógrado movimiento desplazamiento de organilos desde el cuerpo celular hasta el terminal sináptico
• Retrógrado movimiento opuesto. La velocidad de estos movimientos depende de las estructuras transportadas
21. Describe los mecanismos utilizados por la molécula de kinesina para “andar” sobre los mircotúbulos?
Las kinesinas “caminan” paso a paso sobre los microtúbulos sin separarse de manera coordinada. El mecanismo que utilizan es la hidrólisis de ATP: las dos cabezas de la kinesina empiezan unidas débilmente al ADP , una cabeza se une a la Tub-beta, pierde su ADP y queda fuertemente unida al Mtb, se une a ATP, cambia conformacionalmente y su linker se orienta hacia delante moviendo la cabeza posterior a la parte delantera; la nueva cabeza delantera se une a la siguiente Tub-beta y libera ADP, lo que hace que la cabeza posterior hidrolice ATP a ADP + Pi; el Pi es liberado y pasa a un estado de débil unión con el Mtb; entonces, ña cabeza anterior esta lista para unir ATP e iniciar de nuevo el ciclo.
22. Describe las partes de la molécula de dineina indicando las funciones de cada una
La molécula de dineina está formada por 2 subunidades pesadas, 2 intermedias y 2 ligeras; y una sola cadena pesada de dineina consta de: tallo, une os otros dominios de la molécula y al cargo a través de la dinactina; linker; cabeza, contiene el dominio AAA ATPasa que consta de 6 repeticiones ensambladas en una roseta; y un segundo tallo, embebido entre la 4ª y 5ª repetición de AAA, que sale del resto de la estructura y contiene la región de unión al Mtb. La dineina interviene en el transporte retrógrado de los Mtbs.
23. Describe tres características de los filamentos intermedios que los diferencia de los microtúbulos y los
microfilamentos
Tres características de los filamentos intermedios que los diferencia de los microtubulos y los microfilamentos son: el mecanismo de ensamblaje de filamentos intermedios, primero asociación lateral y luego elongación más lenta excepto en las laminas, que ocurre simultáneamente; los filamentos intermedios son más estables que los microtúbulos y microfilamentos; y son apolares y no tienen unidas proteínas motoras.
24. ¿Qué son las laminas?
Las laminas son proteínas homólogas a las de los filamentos intermedios que forman una red proteica que limita la superficie interna de la membrana nuclear interna en las células eucariotas llamada lámina nuclear.
25. Definir bombas dependientes de ATP, canales iónicos y trasportadores
Las bombas dependientes de ATP son proteínas cuya función es el transporte de moléculas a través de las membranas plasmáticas en contra de gradiente. Se caracterizan porque tienen uno o más puntos de unión a un ATP en una subunidad
