TEMA 13: MEMBRANAS BIOLÓGICAS

FUNCIONES

• Separan un medio del exterior• Regulan el tráfico molecular (transporte selectivo)• Dividen el espacio interno en compartimentos• Organizan secuencias de reacciones• Participan en la conservación de la energía biológica• Importantes en la comunicación intercelular• Sensor que permite responder a cambios en el entorno

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

• Son flexibles• Autosellantes• Selectivamente permeables a los solutos

Componentes mayoritarios de las membranas plasmáticas Membrana % en peso: Proteínas Lípidos H de carbono

-----------------------------------------------------------------------------Mielina 18 79 3Eritrocito humano (M.P.) 49 43 8Mitocondrias (M.E.) 52 48 0Ameba (M.P.) 54 42 4Retículo sarcoplasmico 67 33 0

(células musculares)Mitocondrias (M.I.) 76 24 0

Constituyentes de las membranas biológicas

1. Lípidos

Fosfolípidos Periféricas

Esteroles Integrales

2. Proteínas 3. Hidratos de carbono

Glicolípidos

Glicoproteínas

1. Lípidos1. Lípidos

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

DISTRIBUCIÓN ASIMÉTRICA DE FOSFOLÍPIDOS

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

MOVIMIENTO DE LÍPIDOS EN LA MEMBRANA

Por encima Tª transición

Por debajo Tª transición

(Voet)Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOSCélulas de E. Coli cultivadas a distintas temperaturas

% sobre ác. grasos totalesÁcido graso 10ºC 20ºC 30ºC 40ºC

Mirístico (14:0) 4 4 4 8

Palmítico (16:0) 18 25 29 48

Palimitoleico (16:1) 26 24 23 9

Oleico (18:1) 38 34 30 12

Hidroximirístico 13 10 10 8

Insaturados/saturados 2,9 2 1,6 0,38

Asociaciones entre esfingolípidos y colesterol:

caveolas

Caveolas

Contienen caveolina, proteína que interacciona con colesterol

Microdominios ricos en colesterol y esfingolípidos

Muy empaquetados, contienen esfingolípidos, ác. grasos saturados de cadena larga

Dominios de rafts lipídicos invaginados

Contienen proteínas ancladas por GPI (glucosil fosfatidilinositol)

Balsas lipídicas

www.innovations-report.com/.../report-22704.html

www.steve.gb.com/.../lipids_and_membranes.html

2. Proteínas2. Proteínas

Periféricas (extrínsecas)

Localizadas en la superficie

Fácilmente extraíbles

Normalmente solubles en H2O

Integrales (intrínsecas)

Embebidas en la membrana

Difícil purificación

Figura 9-26. Fundamentals of Biochemistry.2/e (Voet)© 2006 John Wiley & Sons

Unión a una proteína integral (c)

Unión electrostática a la bicapa lipídica (d)

Anclaje de lípidos unidos covalentemente (f)

Unión por secuencia hidrofóbica corta (e)

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Integrales Periféricas

Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones químicas2004 Ed. Reverté. 4/eTipo I

Tipo II

Tipo III

Tipo IV

Tipo V

Tipo VI

Interior

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

PROTEÍNAS INTEGRALES DE MEMBRANA

BACTERIODORROPSINA

GLICOFORINA(ERITROCITO)

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

3. Hidratos de carbono3. Hidratos de carbono

Glicoproteínas

Glicolípidos

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

MODELO DE MOSAICO FLUIDO

Mathews. Bioquímica. 3/e © 2002 Adison Wesley. Pearson Education

DEMOSTRACIÓN DE LA DIFUSIÓN LATERAL DE PROTEÍNAS

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Liberación de proteínas de membrana

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

FUSIÓN DE MEMBRANAS

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVÉS DE MEMBRANA

1. Difusión simple (sin intervención de proteínas)

2. Transporte pasivo (difusión facilitada)

• Poros

• Transportadores

3. Transporte activo (necesita energía)

• Primario

• Secundario

4. Canales iónicos

5. Ionóforoshttp://www.cemev.gob.mx/citver/TOXICOLOGIA%20GENERAL.PPT

1. Difusión simple

2. Difusión facilitada (transportador)

Gradiente de concentración

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

2

2. Transporte pasivo

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Tipos de transportadores

MODELO DE TRANSPORTEDE GLUCOSA A LOS

ERITROCITOS POR GluT1

Transporte simple

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Cotransporte paralelo

CapilaresLumen intestinal

Glucosa

)-ATPasa

Monotransporte de GlucosaNa+-glucosa cotransporte unidireccional

Glucosa

Célula de borde en cepilloFigura 10-24. Fundamentals of Biochemistry.2/e (Voet)© 2006 John Wiley & Sons

Cotransporte antiparalelo

Transportador de bicarbonato-cloruro

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

PRIMARIO

3. Transporte activo

Primario Secundario

En contra de gradienteNo favorecido energéticamente

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Na+K+ ATPasa

Transporte activo primario

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

Transporte activo secundario: Galactósido permeasa

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

4. CANALES IÓNICOS

Transportan iones inorgánicos

Difieren de transportadores en:

- Mayor velocidad de flujo

- No se saturan

- Responden a una señal celular

Dos tipos:

a) Dependientes de voltaje

b) Dependientes de ligando

Na+

K+

Ca2+

Receptor nicotínico de acetilcolina

a) Canales iónicos dependientes de voltaje

Canal de K+

Canal de Na+

www.steve.gb.com/.../lipids_and_membranes.html

Stryer. Bioquímica. © 2007 Ed. Reverté. 6/e

Receptor de acetil colina

b) Canales iónicos dependientes de ligando

Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e

5. Ionóforos

Antibióticos bacterianos que facilitan el transporte de iones inorgánicos

Transportador móvil Formador de canales

Valinomicina

K+

Gramicidina A

Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones químicas2004 Ed. Reverté. 4/e

Stryer. Bioquímica. © 2007 Ed. Reverté. 6/e

RESUMEN DE LOS TIPOS DE TRANSPORTE

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Lehninger. Principios de Bioquímica.© 2006 Ed. Omega. 4/e