Biología: Membranas Celulares

Estructura y Composición de la Membrana Celular

• Los fosfolípidos se organizan espontáneamente en un ambiente acuoso, formando una bicapa lipídica.
• La membrana celular está compuesta por lípidos, proteínas y carbohidratos.
• La proporción de lípidos y proteínas en la membrana varía según el tipo de célula u organela.
• El contenido y tipo de colesterol en las membranas pueden diferir entre especies.
• La forma de la membrana se ve afectada por la composición de lípidos simples.
• Diferentes clases de glicerofosfolípidos se distribuyen en las caras interna y externa de la membrana.

Composición Lipídica

• En la cara interna se encuentran:
  • Fosfatodietilanoamina
  • Fosfatidilserina
  • Fosfatidilinositol-4,5-difosfato
• En la cara externa se ubican:
  • Fosfatidilcolina
  • Esfingomielina
  • Glucosilcerebrósido
  • Galactocerebrósido
  • Lactosilcerebrósido
  • Gangliósidos

Fluidez de la Membrana

• La temperatura influye en la fluidez de la membrana; la temperatura de transición de fase (Tc) marca el punto donde la membrana pierde empaquetamiento.
• La presencia de colesterol afecta esta fluidez, alargando la membrana.

Movimiento de Lípidos en Membranas

• Las membranas permiten movimiento rotatorio y lateral de los lípidos.
• El movimiento vertical es constante, pero el horizontal requiere energía.
• Existen enzimas que facilitan estos movimientos:
  • Flipasa: mueve fosfolípidos de la cara externa a la interna.
  • Flopasa: traslada fosfolípidos de la cara interna a la externa.
  • Mezcladora: permite el movimiento en ambas direcciones.

Proteínas de Membrana

• Las proteínas membranales son cruciales para el transporte celular.
• Tipos de proteínas:
  • Periféricas: unidas a la superficie de la membrana.
  • Integrales: atraviesan la bicapa lipídica, estabilizadas por interacciones hidrofóbicas.

Clasificación de Proteínas Integrales

• Tipo 1: extremo amino en el exterior y carboxi en el interior.
• Tipo 2: extremo amino en el interior y carboxi en el exterior.
• Tipo 3: atraviesa la membrana múltiples veces.
• Tipo 4: presenta estructura cuaternaria que atraviesa la membrana.
• Tipo 5: unidas a la membrana por anclaje.
• Tipo 6: transmembranales con anclaje.

Receptores y Canales Iónicos

• Receptores acoplados a proteínas G: proteínas integrales con 7 dominios, involucradas en señales intracelulares.
• Canales iónicos: como el canal de K+, alteran su estructura para permitir el paso de iones.

Proteínas Ancladas a Lípidos

• Asociadas a la membrana externa mediante glicosilfosfatidilinositol.
• Modificaciones post-traduccionales como prenilación y palmitoilación permiten anclaje fijo.

Modelo del Mosaico Fluido

• La membrana celular es dinámica, en constante movimiento, integrando y reorganizando sus componentes.

Entropía y Sistemas Biológicos

• Los seres vivos son sistemas abiertos que intercambian energía y materia con su entorno.
• Mantenimiento de baja entropía permite realizar diversas funciones biológicas.

Energía y Metabolismo

• Energía (E): capacidad de generar cambio, medida en Joules (J) y kilocalorías (kcal).
• Autótrofos fotosintéticos: convierten energía solar en carbohidratos, liberando oxígeno.
• Heterótrofos: obtienen energía de fuentes externas, liberando CO2 y agua.

Reacciones Energéticas

• Endotérmicas: absorben calor, disminuyen la entropía del entorno.
• Exotérmicas: liberan calor, aumentan la entropía.
• Reacciones Metabólicas:
  • Endergónicas: requieren energía libre, no espontáneas.
  • Exergónicas: liberan energía libre, son espontáneas.

Metabolismo de Carbohidratos

• Gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de precursores no carbohidratos.
• Glucogenólisis: degradación de glucógeno a glucosa, esencial en hígado y músculos.

Síntesis de ATP

• ATP Sintasa: complejo encargado de catalizar la síntesis de ATP mediante protones H+.
• Eficiencia: por cada NADH se generan 2,5 ATP; por cada FADH2, 1,5 ATP.

Inhibidores del Metabolismo

• Inhibidores afectan la transferencia de electrones y la síntesis de ATP, impactando la fosforilación oxidativa.

Este cuestionario explora la estructura y función de las membranas celulares, incluyendo la organización de los fosfolípidos en bicapas lipídicas. Se examinará la composición de las membranas, enfatizando la relación entre lípidos, proteínas y carbohidratos. Ideal para estudiantes que desean profundizar en la biología celular.