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La Membrana Celular: Estructura, Funciones y Componentes - Prof. Page, Apuntes de Biología Celular

Una detallada descripción de la membrana celular, su estructura bicapas de lípidos y proteínas, sus funciones especializadas, como aislamiento, transporte, identificación y comunicación, y su composición principal formada por fosfolípidos, esfingolípidos, glicolípidos y esteroles.

Tipo: Apuntes

2013/2014

Subido el 10/11/2014

mlawliet
mlawliet 🇪🇸

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Tema 1 La membrana.
La estructura y función de las células dependen de una forma crucial de las
membranas. La formación de las membranas biológicas se basa en las
propiedades de los lípidos, y todas las membranas celulares comparten una
misma organización estructural: bicapas de lípidos con proteínas asociadas.
Estas proteínas de membrana son las responsables de muchas funciones
especializadas, actuando como receptores, transportadoras, etc. Además, las
proteínas de membrana, controlan las interacciones entre células de
organismos pluricelulares.
Funciones de la membrana:
Aislar a la célula
Transporte
Identicación
Comunicación con el medio u otras células
Adhesión
La membrana es una bicapa lipídica con componentes asociados. Los
principales son los lípidos (40-50%) y las proteínas (50-60%), y unidos a lípidos
o a las proteínas, en la membrana plasmática aparecen un 10% de azúcares.
Se considera que es de un grosor aproximado de 7,5 nm, un promedio de
diferentes partes y diferentes células. Es el grosor de la membrana completo,
junto a sus componentes. El grosor de la bicapa lipídica es aprox. 5 nm.
-Composición de la membrana plasmática (sigue más abajo)
LÍPIDOS: Los lípidos que componen la membrana son
Fosfoglicéridos (fosfolípidos): Son los bloques de construcción
fundamentales de todas las membranas celulares, los lípidos
más abundantes. Los fosfolípidos son unas moléculas
anpáticas,
compuestas
por un lípido,
un fosfato y
una glicerina.
Tienen dos
largas
cadenas de
ácidos grasos
hidrófobos,
ligados a una
cabeza
hidróla que
contiene un
fosfato y una
molécula aparte, de pequeño tamaño, dependiendo de la cual
se nombra el fosfoglicérido (colina, serina, etanalamina e
inositol). Debido a que las colas de los ácidos grasos son
escasamente solubles en agua, y la cabeza es hidróla, los
fosfolípidos forman bicapas o micelas en soluciones acuosas,
enterrando las colas de los ácidos grasos, y dejando las cabezas
en contacto con el agua. Las bicapas fosfolipídicas forman una
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Tema 1 La membrana.

La estructura y función de las células dependen de una forma crucial de las membranas. La formación de las membranas biológicas se basa en las propiedades de los lípidos, y todas las membranas celulares comparten una misma organización estructural: bicapas de lípidos con proteínas asociadas. Estas proteínas de membrana son las responsables de muchas funciones especializadas, actuando como receptores, transportadoras, etc. Además, las proteínas de membrana, controlan las interacciones entre células de organismos pluricelulares. Funciones de la membrana:

  • Aislar a la célula
  • Transporte
  • Identificación
  • Comunicación con el medio u otras células
  • Adhesión La membrana es una bicapa lipídica con componentes asociados. Los principales son los lípidos (40-50%) y las proteínas (50-60%), y unidos a lípidos o a las proteínas, en la membrana plasmática aparecen un 10% de azúcares. Se considera que es de un grosor aproximado de 7,5 nm, un promedio de diferentes partes y diferentes células. Es el grosor de la membrana completo, junto a sus componentes. El grosor de la bicapa lipídica es aprox. 5 nm.

-Composición de la membrana plasmática (sigue más abajo)

  • LÍPIDOS: Los lípidos que componen la membrana son
    • Fosfoglicéridos (fosfolípidos): Son los bloques de construcción fundamentales de todas las membranas celulares, los lípidos más abundantes. Los fosfolípidos son unas moléculas anfipáticas, compuestas por un lípido, un fosfato y una glicerina. Tienen dos largas cadenas de ácidos grasos hidrófobos, ligados a una cabeza hidrófila que contiene un fosfato y una molécula aparte, de pequeño tamaño, dependiendo de la cual se nombra el fosfoglicérido (colina, serina, etanalamina e inositol). Debido a que las colas de los ácidos grasos son escasamente solubles en agua, y la cabeza es hidrófila, los fosfolípidos forman bicapas o micelas en soluciones acuosas, enterrando las colas de los ácidos grasos, y dejando las cabezas en contacto con el agua. Las bicapas fosfolipídicas forman una

barrera estable entre dos compartimentos acuosos, siendo la estructura básica de todas las membranas biológicas. Las membranas plasmáticas de los mamíferos son las más complejas, y contienen cuatro fosfolípidos principales: fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina y esfingomielina.

de los lípidos. Pueden ser

  • Esfingomielina: Es un grupo fosfato más alcohol (más habitual la colina). Está clasificada como fosfolípido por el fosfato, pero NO ES UN FOSFOGLICÉRIDO.
  • Glicolípidos: Llevan restos de azúcar. Pueden ser de dos tipos, dependiendo del azúcar que lleven: - Cerebrósidos: son los más sencillos. - Gangliósidos: son los más complejos. PONER FOTO DE DIAPO.
  • Esteroles:
  • Colesterol: abundante en células animales.
  • Ergosterol: en células vegetales. Las membranas varían en grosor dependiendo de su composición. Los esfingolípidos son los de mayor tamaño, por lo que la membrana en la que abunden, será más gruesa.

-Propiedades de la membrana (de la bicapa lipídica)

1 Estructura fluida (modelo de mosaico fluido). La membrana es una estructura fluida, puesto que los lípidos pueden moverse por la bicapa con diferentes tipos de movimiento.

  • Rotación: espontáneo por la temperatura.
  • Flexión: espontáneo por la temperatura.
  • Desplazamiento lateral
  • Flip flop: Se da por las proteínas flipasas. *Factores reguladores de la fluidez de la membrana:
  • La temperatura: A más temperatura, la membrana será más fluida.
  • Ácidos grasos: Cuanto más larga es la cadena hidrocarbonada, la membrana es más rígida, porque las interacciones entre cadenas más cortas de ácidos grasos son más débiles que entre cadenas más largas. Las membranas con ácidos grasos de cadenas más cortas son menos rígidas y se mantienen fluidas a temperaturas más bajas.
  • Presencia de insaturaciones: Las membranas que contienen ácidos grasos insaturados incrementan la fluidez de la membrana, porque la presencia de insaturaciones introduce curvamientos en las cadenas de ácidos grasos, haciendo que la densidad sea menor, y la fluidez mayor.
  • Presencia de colesterol: Afecta a la parte de arriba de la bicapa, que se hace más rígida (no menos fluida), pero deja la zona de las cadenas de ácidos grasos igual de fluida, por lo que no influye en la fluidez, si no que aumenta la rigidez y hace la membrana impermeable.

1 Asimetría: La composición de los lípidos de las hemimembranas no es igual:

  • Hemimembrana externa: Mayores proporciones de fosfatidilcolina, esfingomielina, y de manera exclusiva, glicolípidos.
  • Hemimembrana interna: Mayores proporciones de fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilinositol. La asimetría es importante desde el punto de vista funcional:
  • Diferencia de carga eléctrica. La hemimembrana interna es negativa, y la externa no tiene carga.
  • Diferencia de compuestos, porque hay algunos que solo actúan en una de las dos hemimembranas. Los glicolípidos tienen funciones de reconocimiento, por lo que están en la hemimembrana externa. El fosfatidilinositol actúa en la membrana interna.

Señalización celular.

  • Señalización de la muerte celular (fosfatidilserina). Si la célula está en buenas condiciones, tiene la fosfatidilserina en la hemimembrana interna, pero si no, la célula inicia la muerte programada, y la señaliza exponiendo en la hemimembrana externa una gran cantidad de fosfatidilserina, lo que es una señalización para las células vecinas, y para los fagocitos.

1 Heterogénea: No es igual en toda su superficie, si no que existen regiones más gruesas (dominios o balsas lipídicas)

  • PROTEÍNAS: Las proteínas son el otro constituyente principal de las membranas celulares. El modelo actual de la estructura de membrana, propuesto por Singer y Nicolson, considera las membranas como un mosaico fluido en el que las proteínas están insertadas en la bicapa. Las proteínas desempeñan las funciones específicas de las diferentes membranas de la célula. Se dividen en dos grandes grupos generales: - Proteínas integrales de membrana: Su estructura está embebida en la bicapa lipídica, o están unidas covalentemente a algún componente de la bicapa. Forman parte de la estructura de esta, por lo que para extraerlas, hay que disolver la membrana. Las proteínas integrales se dividen en: - Transmembrana: Atraviesan por completo la bicapa, de un lado al otro. Tienen un dominio hidrofóbico, que es el que atraviesa la bicapa, y tiene características similares a la parte hidrofóbica de los lípidos de membrana (constituído por aminoácidos hidrofóbicos (apolares)). Las estructuras secundarias son alfa hélice y beta laminar. - En el caso de alfa hélice, las proteínas atraviesan solo una vez la membrana (paso simple), o varias veces (paso múltiple). - En el caso de beta laminar, aparece habitualmente curvada, formando una estructura cilíndrica que se denomina barril beta (también de paso múltiple). Las proteínas de paso múltiple forman poros en la membrana (proteínas de transporte). En las proteínas de transporte, hay una sucesión de aminoácidos hidrofílicos, que dan hacia el poro, e hidrofóbicos, que dan hacia los lípidos, para poder transportar agua, etc. - Unidas a hemimembranas. - Unidas covalentemente: Habitualmente a lípidos de membrana. Los lípidos suelen ser “raros”, como el ácido mirístico, palmítico, farnesyl, etc. En muchas ocasiones la unión se puede deshacer. Las que están hacia afuera de la célula, aparecen unidas a un lípido de membrana complejo, llamado glicosilfosfatidil inositol, cuya unión no se rompe. - Proteínas periféricas: No están insertadas en la bicapa lipídica, pero están asociadas a la membrana indirectamente, generalmente a través de interacciones con las proteínas integrales de membrana. *Características de las proteínas de membrana. 1 Se pueden mover. Tienen movimientos de rotación y desplazamiento lateral, pero no de flip flop. Contribuye a la asimetría de la membrana, ya que las proteínas de la parte intracelular nunca van a estar en la extracelular, y viceversa. 2 Contribuyen a la asimetría, por lo dicho. 3 La mayor parte de las funciones de la membrana las van a realizar las proteínas de membrana (transporte, identificación, etc).