Tema 2. Estructura i composició de la membrana plasmàtica PDF

BLOC II - SUPERFÍCIE CEL·LULAR Tema 2. Estructura i composició de la membrana plasmàtica 1. Funcions de la membrana plasmàtica 2. Estructura de la membrana plasmàtica 3. Composició de la membrana 3.1. Lípids 3.2. Proteïnes...

BLOC II - SUPERFÍCIE CEL·LULAR Tema 2. Estructura i composició de la membrana plasmàtica 1. Funcions de la membrana plasmàtica 2. Estructura de la membrana plasmàtica 3. Composició de la membrana 3.1. Lípids 3.2. Proteïnes 3.3. Glúcids 4. Característiques de la membrana 4.1. Fluïdesa i dinamisme de la membrana 4.2. Asimetria de la membrana Imatges adaptades de: Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. New York. Becker WM, Kleinsmith LJ, Hardin J, Bertoni GP. The World of the Cell. Pearson. San Francisco. Biologia Cel·lular Cooper GM, Hausman RE. The Cell: A Molecular Approach. Sunderland (MA) Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Bretscher A, Ploegh H, Matsudaira P. Molecular Cell Biology. WH Freeman and Company. New York.  Membrana 2 1. FUNCIONS DE LA MEMBRANA PLASMÀTICA -delimitar cèl. -proporciona flexibilitat (cèl. ≠ formes) -barrera selectiva / gradients -suport a activitats enzimàtiques -unió amb citoesquelet, altres cèl., i amb la ME -reconeixement cel. / informació 2. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÀTICA -reconeixement Sucres -microambients... Ext. -Barrera Lípids -Flexibilitat (5nm) -Integritat... Proteïnes -transport -senyalització... Citosol Model de mosaic fluid (Singer i Nicolson, 1972)  Membrana 3 3. COMPOSICIÓ DE LA MEMBRANA Schwann cell 3.1.Lípids - 50% massa MP (109 molèc./MP) - molècules amfipàtiques - Tipus principals: fosfolípids, glucolípids i esteroids  Membrana 4 Fosfolípids (50%) 1) Fosfoglicèrids: -derivats del glicerol Grup polar -sintetitzats al RE Grup polars més comuns 14-24 C (majoria 16-18 C) (insaturada) Fosfatidilcolina (saturada)  Membrana 5 2) Esfingomielina (fosfoesfingolípid): Fosfolípids -derivat de l’esfingosina (aminoalcohol) -no és present en procariotes ni vegetals Fosfoglicèrid Esfingomielina -sintetitzat a l’AG Ceramida 18C Glucolípids -només a monocapa externa (~5% lípids) -deriven del glicerol (procariotes i plantes) o esfingosina (animals: glucoesfingolípids) -cerebròsids (neutres, monosacàrid) / gangliòsids (polars, oligosacàrid) -sintetitzats a l’AG glucoesfingolípid Ceramida Ex: MP neurones  Membrana 6 Esteroids -només en eucariotes -cèl. animals: colesterol (fins 50% dels lípids MP mamífers) -cèl. vegetals: fitoesteroids -sintetitzats RE Colesterol ↓mobilitat, ↑estabilitat, ↓permeabilitat  Membrana 7 Microdominis lipídics (lipid rafts) -organització membrana cèl. animals -rics en fosfolípids saturats, colesterol, esfingomielina = ↑ gruix, ↓ fluïdesa -acumulació prot.: senyalització, transport... -dinàmics Colesterol esfingomielina Ext Citosol 25-70 nm Ø  Membrana 8 3.2. Proteïnes - responsables funcions específiques de la membrana (receptors, enzims, transport...) - 50% massa MP (1 prot./50 lípids)  funció biològica - sovint porten oligosacàrids units (glucoproteïnes) - posicionament  funció Proteïnes integrals de membrana: -amfipàtiques (domini hidrofòbic inserit dins la bicapa) -sintetitzades al RE (1) proteïna transmembranal d’un sol pas (2,3) proteïna transmembranal multipàs (4) proteïna integral monotòpica Ext. Citosol  Membrana 9 Proteïnes ancorades per lípids (5,6): -hidrofíliques; unió covalent a lípid o glucolípid -prot. banda citosòlica (5) sintetitzades a citosol i ancorades a lípid -prot. banda extracel. (6) sintetitzades a RE i ancorades a glucolípid (GPI) Proteïnes perifèriques de membrana (7,8): -hidrofíliques; unió electrostàtica a fosfolípids o prot. integrals -sintetitzades a citosol (7) o RE (8) Proteïna ancorada a GPI= glucosilfosfatidilinositol Ext. Citosol Proteïna ancorada a RE grup prenil o àcid gras  Membrana 10 Exemple: Proteïnes de la MP en eritròcits Glucoforina Dímer (1 pas) Oligosacàrids (-) Band 4.1 Dímer (multipàs) αβαβ (hèlix α, 23 aà) Complexes d’unió  Membrana 11 3.3. Glúcids -90% units a prot. -↑hidrofilicitat, estabilitat plegament O-units N-units (s’afegeixen a AG) (s’afegeixen a RE) Thr hidroxiLys hidoxiPro Glucosa N-acetilglucosamina Manosa Galactosa Àcid N-acetilneuramínic Fucosa N-acetilgalactosamina  Membrana 12 4. CARACTERÍSTIQUES DE LA MEMBRANA 4.1.Fluïdesa i dinamisme de la membrana Paràmetres que afecten la fluïdesa de la membrana: +FLUID +VISCÒS -temperatura -composició longitud cues fosfolípids saturació cues fosfolípids presència esteroids (colesterol...) Grau fluïdesa  funcionament cel. (moviment, endocitosi...) Regulació composició (essencial en bacteris, fongs, protists, plantes, animals de sang freda) Membranes pures Moviments lípids: ↑ Restriccions en MP reals: – unions entre proteïnes - dominis de membrana - lipid rafts Moviments proteïnes : -difusió lateral -rotació  Membrana 13 Exemples de restricció del moviment: FRAP= Fluorescence recovery after photobleaching Agregats proteics Ex. bacteriorodopsina (Halobacterium) Interaccions cèl-matriu Ex. Integrines (contactes focals, hemidesmosomes) Integrines Interaccions citoesquelet Ex. Glucoforina, Banda 3 Unions intercel. Ex. Cadherines (desmosomes, bandes d’adhesió) Ex. unions estretes  Polarització cel.  Membrana 14 4.2.Asimetria de la membrana Asimetria estructural  Asimetria funcional Lípids: Establiment asimetria a AG Funcionalització - senyalització (PI) - apoptosi (PS) Composició eritròcit humà  Membrana 15 Proteïnes: -diferent distribució: prot. perifèriques, ancorades per lípids i integrals monotòpiques -orientació específica prot. transmembranals (dominis citosòlics/extracel. diferents) -ponts disulfur domini extracel. Establiment asimetria durant síntesis (citosol, RE)  Membrana 16 Carbohidrats: Establiment asimetria: Glucoprot: RE, AG Glucolípids: AG Funcions glucocàlix: - protecció química i mecànica - filtració (mida) - establiment microambients - ancoratge i plegament de prot. - senyalització /reconeixement cel.  Membrana 17 Antígens sanguinis ABO Antígens Complex Major d’Histocompatibilitat (MHC) (MP cel·lules de tots els teixits excepte SN) HLA classe I (MP de cèl nucleades) Lipid or protein ANTIGEN H α Al·lels codominants ANTIGEN A ANTIGEN B B A