Tema 5: La Membrana Plasmática PDF

Tema 5: La Membrana Plásmática Beatriz Moreno Bruna [email protected] Departamento de Patología, Anatomía y Fisiología Facultad de Medicina Tema 5: La Membrana Plásmática Índice 1. Introducción 2...

Tema 5: La Membrana Plásmática Beatriz Moreno Bruna [email protected] Departamento de Patología, Anatomía y Fisiología Facultad de Medicina Tema 5: La Membrana Plásmática Índice 1. Introducción 2. Estructura 2.1. Perspectiva histórica 2.2. Modelo de mosaico fluido 3. Composición 3.1. Bicapa lipídica 3.2. Mosaico proteico 3.3. Glucocáliz Tema 5.1: Introducción La membrana plasmática es una estructura compleja que encontramos en todas las células vivas Actúa cómo barrera selectiva que separa el interior de la célula del exterior Funciones: – Estructural: Las membranas permiten que los espacios extra- e intracelulares puedan tener una composición y actividad diferentes – Fisiológicas: – Transporte – Comunicación celular – Reacciones enzimáticas – Anclaje del citoesqueleto Tema 5.2: Estructura Límite de resolución 2.1. Perspectiva histórica Ojo humano: 0,1-0,2 mm MO: 0,25 mm ME: 1-2 nm – La observación de la membrana plasmática sólo es posible mediante el ME ya que mide 7,5 nm – No obstante los estudios sobre la membrana plasmática empezaron mucho antes de la aparición del ME Tema 5.2: Estructura 2.1. Perspectiva histórica Charles Overton, 1890´s o Pregunta ¿Cuál es la composición de la membrana plasmática? o Experimento Añadir sustancias solubles en agua (hidrofílicas, polares) y sustancias solubles en lípidos (hidrofóbicas, apolares) a células para determinar si pueden entrar en la célula. o Conclusión Las células tienen una cubierta lipídica que no deja pasar las sustancias hidrofílicas y si las hidrofóbicas Tema 5.2: Estructura 2.1. Perspectiva histórica Tema 5.2: Estructura 2.1. Perspectiva histórica Modelo de Sandwich Bicapa lipídica cubierta por finas láminas de proteínas con poros o canales de membrana Estructura trilaminar Tema 5.2: Estructura 2.2.Modelo de mosaico fluido – Contradicciones al modelo de Sandwich Alta variabilidad del cociente proteína/lípido Proteínas de membrana globulares de 4-16nm – Técnica de criofractura-réplica Congelar la muestra Fracturar Réplica con sombreado metálico Tema 5.2: Estructura 2.2.Modelo de mosaico fluido – Singer y Nicolson (1973) Una bicapa lipídica fluida con miles de proteínas incluidas a modo de mosaico. La fracción glucídica de la membrana se encuentra dirigida hacia el exterior celular Las proteínas del citoesqueleto se anclan a la membrana de la célula Tema 5: La Membrana Plasmática Índice 1. Introducción 2. Estructura 2.1. Perspectiva histórica 2.2. Modelo de mosaico fluido 3. Composición 3.1. Bicapa lipídica 3.2. Mosaico proteico 3.3. Glucocáliz Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Lípidos de membrana Constituyen el 50% Son moléculas anfipáticas Dependiendo de su forma pueden dar: – Micelas – Bicapas Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Lípidos de membrana La parte hidrofóbica esta formada por ácidos grasos (ácidos carboxílicos con largas cadenas hidrocarbonadas) Los más abundantes en las membranas son: – Saturados: » Ácido palmítico (16) » Ácido esteárico (18) – Insaturados: » Ácido oleico (18) » Ácido linoleico (18) » Ácido linolénico (18) » Ácido araquidónico (20) Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Lípidos de membrana Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica - Lípidos de membrana 1. Fosfolípidos: – Zona apolar: Dos ácidos grasos – Cabeza polar: Glicerol + Ác Fosfórico + Alcohol » Fosfatidilcolina » Fosfatidiletanolamina » Fosfatidilserina Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica - Lípidos de membrana 2. Esfingolípidos : – Zona apolar: Un ácido graso y esfingosina – Cabeza polar: » Esfingosina » Ác Fosfórico » Alcohol (colina/etanolamina) Axones neuronales (Vaina de mielina) Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Lípidos de membrana 3. Glucolípidos – Zona apolar: Un ácido graso y esfingosina – Cabeza polar: Esfingosina + mono u oligosacáridos » Cerebrósidos: 1 monosacárido » Glóbosidos: 2-varios monosacáridos » Gangliósidos: Carga negativa Oligosacárido con ácido siálico Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Lípidos de membrana 4. Esteroles: colesterol » Esterano » Grupo hidroxilo en el C-3 » Cadena lateral alifática en el C17 Precursor de: Vitaminas liposolubles Hormonas esteroideas Ácidos Biliares Tema 5.3: Composición Liposomas 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 1. Autoensamblaje: Eliminación de los extremos libres replegándose sobre si misma. 2. Autosellado: Es capaz de repararse espontáneamente asegurando la integridad de la membrana y la viabilidad celular Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 3. Fluidez – Flexión – Rotación – Difusión lateral – Flip-Flop Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 3. Fluidez – Agentes que influyen en la fluidez » Temperatura » Composición Tipo de ácidos grasos Longitud y saturación Presencia de esteroles Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 3. Fluidez: colesterol - Reduce la fluidez al aumentar la Tª - Mantiene la fluidez al disminuir la Tª (previene la cristalización) Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 4. Asimetría – Se establece durante su biogénesis – Glúcidos/Carga (contribuye al potencial de membrana) – Importancia biológica (reconocimiento celular, cascadas intracelulares, marcador muerte, coagulación y síndrome de Scott) Tema 5.3: Composición 3.1.Bicapa lipídica – Propiedades 4. Asimetría – Balsas lipídicas: microdominios especializados (50-70nm) – Esfingolípidos y Colesterol (señalización celular) Tema 3: La Membrana Plasmática Índice 1. Introducción 2. Estructura 2.1. Perspectiva histórica 2.2. Modelo de mosaico fluido 3. Composición 3.1. Bicapa lipídica 3.2. Mosaico proteico 3.3. Glucocáliz Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Importancia del mosaico proteico Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Proteínas integrales o transmembrana Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Proteínas periféricas Unidas a lípidos o proteínas mediante enlaces no covalentes Suelen ser proteínas de unión a citoesqueleto y enzimáticas Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Las proteínas de membrana pueden realizar: Movimientos de rotación Difundir lateralmente – NO experimentan flip-flop por lo que mantienen una disposición asimétrica – Su disposición en la membrana NO es aleatoria Balsas lipídicas Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Balsas lipídicas: Proteínas ancladas a lípidos Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Balsas lipídicas » Caveolina » Forman caveolas » Ejm: Músculo liso Tema 5.3: Composición 3.2.Mosaico proteico – Su disposición en la membrana NO es aleatoria Balsas lipídicas Dominios de membrana en células polarizadas Uniones ocluyentes Tema 5: La Memebrana Plasmática Índice 1. Introducción 2. Estructura 2.1. Perspectiva histórica 2.2. Modelo de mosaico fluido 3. Composición 3.1. Bicapa lipídica 3.2. Mosaico proteico 3.3. Glucocáliz Tema 5.3: Composición 3.3.Glúcidos/Glucocáliz – Son carbohidratos unidos a lípidos (glucolípidos) y a proteínas – Posición asimétrica Tema 5.3: Composición 3.3.Glúcidos/Glucocáliz – Cuando es muy abundante (enterocitos, riñón) se observa a MO mediante la tinción de PAS (ácido peryodico de Schiff) Glucocalix Tema 5.3: Composición FUNCIONES ESPECÍFICAS » 1 Permeabilidad/Transporte » 2 Recepción y conducción de señales eléctricas » 3 Recepción de señales químicas » 4 Metabólicas » 5 Reconocimiento y adhesividad celular » 6 Relación con el citoesqueleto Tema 5.3: Composición – Funciones Transporte de moléculas entre el interior y el exterior Tema 5.3: Composición – Funciones Recepción y conducción de señales eléctricas Tema 5.3: Composición – Funciones Receptores de señales químicas – Células de adenocarcinoma de mama (receptores de estrógenos) Tema 5.3: Composición – Funciones Metabólicas – Poseen actividad enzimática específica » Ejm: Lactasa de los enterocitos Disacáridos o péptidos Monosacáridos o aminoácidos Disacaridas y peptidasas Esquema cedido por la Dra Villaro Tema 5.3: Composición – Funciones Reconocimiento celular y Adhesividad – Propiedades inmunológicas » Antígenos celulares que causan rechazo en los trasplantes como por ejemplo los grupos sanguíneos en transfusiones de sangre. Tema 5.3: Composición – Funciones Estructurales – Importantes para mantener la forma de la células – Unen los filamentos del citoesqueleto a la membrana celular Integrales Glucoforina (estructurales) Proteina 4.1 Periféricas (estructurales) Anquirina