Membranas celulares Las membranas celulares son una estructura form, Apuntes de Biología Celular

¡Descarga Membranas celulares Las membranas celulares son una estructura form y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity! Membranas celulares Las membranas celulares son una estructura formada por una bicapa lipídica que envuelve las células. También forman algunos orgánulos dentro de las células eucariotas, como el retículo endoplasmático, el complejo de Golgi, las mitocondrias, y otros orgánulos membranosos. Todas las membranas celulares comparten una estructura básica, son una fina membrana (75Å) de moléculas lipídicas y protéicas, estando las moléculas lipídicas dispuestas en forma de bicapa orientando sus grupos polares hacia el exterior de la membrana y los grupos apolares hacia el interior. Esta bicapa lipídica está compuesta por la capa exoplásmica y la protoplásmica o citosólica, en las cuales se encuentran las moléculas proteicas. La bicapa lipídica supone una barrera impermeable a la mayor parte de sustancias, exceptuando pequeñas moléculas sin carga (como gases) o moléculas lipídicas. Las proteínas de membrana son muy variadas y son las responsables de la mayoría de funciones de la membrana, por ejemplo del transporte de sustancias a través de ella. Gracias a la bicapa lipídica y a las proteínas transportadoras la membrana celular se comporta como un filtro selectivo de las sustancias que la atraviesan. Los lípidos de membrana varían mucho en proporción con respecto a las proteínas dependiendo de la célula o el orgánulo que forme, pero se puede aproximar a el 50% de las moléculas de la membrana, el resto son, en su mayoría, proteínas. Los lípidos de membrana que forman la bicapa poseen siempre un grupo polar, hidrófilo, y otro apolar, hidrófobo. Los grupos polares se disponen hacia el exterior y los apolares hacia el interior de la membrana, de manera que el interior es hidrófobo, y el exterior es hidrófilo. Existen tres tipos de lípidos que componen las membranas, los fosfolípidos, los glucolípidos, y los esteroles, siendo los más comunes los fosfolípidos. Fosfolípidos: Los fosfolípidos tienen una cabeza polar y dos colas hidrófobas, que generalmente son ácidos grasos. Una de las colas presenta normalmente una o dos insaturaciones, curvándose levemente, mientras que la otra no presenta insaturaciones, manteniéndose linear. Los ácidos grasos que forman los fosfolípidos suelen ser de entre 14 y 24 átomos de carbono. La longitud y el número de insaturaciones de los ácidos grasos que forman los fosfolípidos son muy importantes, ya que influye en la fluidez de membrana. Existen tres tipos de fosfolípidos, los que derivan del diacilgicerol (DAG), los esfingolípidos, y los lisofosfolípidos. Los fosfolípidos derivados del DAG, también llamados Cardiolipina glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos, están formados por dos restos de acilos unidos a un glicerol, un fosfato y a un grupo polar. Los restos de acilos son de longitud variable y pueden presentar insaturaciones. El grupo fosfato se puede unir a colina (Fosfatidilcolina, PC), etanolamina (Fosfatidiletanolamina, PE), serina (Fosfatidilserina, PS), inositol (Fosfatidilinositol, PI) o glicerol (Fosfaidilglicerol, PG). También es un fosfolípido el difosfatidil glicerol, conocido como cardiolipina, compuesto por un glicerol unido a dos gliceroles con sus respectivos restos de acilo. Los ácidos grasos son variables en todos los fosfoglicéridos, los más comunes son los siguientes: Los esfingolípidos son lípidos compuestos por una esfingosina, que es un aminoalcohol de 18 carbonos que forma una cadena insaturada, un ácido graso y un grupo polar. La esfingosina se une al ácido graso por su grupo amino, y el conjunto esfingosina-ácido graso se llama ceramida. Los esfingolípidos son los únicos lípidos que no derivan del glicerol, sino que derivan de la serina. La esfingomielina, el esfingolípido más abundante, está compuesta por una ceramida y fosforilcolina (Grupo fosfato + colina). Los lisofosfolípidos son los lípidos que han perdido un resto de acilo por la acción de la fosfolipasa sobre el fosfolípido del que deriva. Componen entre el 1 y el 3% de los lípidos totales de la membrana. Estos lípidos alteran la estabilidad de las membranas. Glucolípidos Los glucolípidos se encuentran principalmente en la membrana exoplásmica, pudiéndose encontrar también en algunas endomembranas. Los glucolípidos se forman en el aparato de Golgi, donde los lípidos de la monocapa del lúmen se encuentran expuestos a glúcidos que se Muchas proteínas integrales son receptores, canales iónicos y proteínas de unión celular, las proteínas periféricas participan en procesos de transducción y de enlace entre membrana y citoesqueleto. Las proteínas ancladas también juegan un papel importante en la transducción de señal (proteínas G triméricas). En las proteínas integrales, los fragmentos transmembrana están formados normalmente por entre 20 y 30 aminoácidos hidrófobos en forma de α-hélice, pudiendo formar un poro hidrofílico, que es el caso de las proteínas que forman canales iónicos. Existe un tipo especial de plegamiento de las proteínas transmembrana conocido como barril- β, que forma canales anchos como en el caso de las porinas. La movilidad lateral de las proteínas de membrana disminuye si se unen al citoesqueleto o a la MEC, si se forman agregados proteicos de alto PM, o si hay poca fluidez de membrana. Para el estudio de las proteínas de membrana es necesario separarlas del resto de la membrana y purificarlas, el primer paso es disolverlas con detergentes, que son moléculas anfipáticas similares a los lípidos, pero con una sola cola hidrófoba, por lo que se comportan de forma diferente a los fosfolípidos, por lo que forman micelas monocapa. Cuando son mezclados en exceso con membranas, su región hidrofóbica se une a la región transmembrana de las proteínas y a las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos, separando a las proteínas de los fosfolípidos y solubizándolos. Una proteína puede ser entonces purificadad eliminando el resto de proteínas y de lípidos mediante diferentes técnicas, como una SDS-PAGE. Ejemplos de detergentes utilizados para el estudio de proteínas de membrana son el desoxicolato sódico, el SDS, el Tritón X-100 o el octylglucoside. Glúcidos de membrana Son un componente minoritario que aparece aislado a lípidos, formando glucolípidos, y a proteínas, formando glucoproteínas. Se encuentran principalmente en la capa exoplásmica formando una cubierta llamada glicocálix. Los glucolípidos son poco abundantes, aproximadamente de un 10%, y suelen tener cadenas de glúcidos cortas y sin ramificar mientras que casi todas las proteínas de membrana poseen cadenas largas y ramificadas de gúcidos. Entre sus funciones se encuentran la del reconocimiento celular, muy importante durante el desarrollo embrionario, la fijación de sustancias a fagocitar, la adhesividad de las células en relación con moléculas de la MEC, la estabilización de la estructura plegada de las proteínas de membrana, y propiedades inmunitarias, destacando el glicocálix del eritrocito donde diferencias en los glúcidos de la membrana forman los diferentes grupos sanguíneos. Modelo del mosaico fluido Este modelo propuesto por Singer y Nicholson en 1972 es el modelo más aceptado y que integra más datos de la membrana. Los fundamentos de este modelo son:  Lípidos y proteínas integrales forman un mosaico.  La membrana es fluida (difusión lateral).  La membrana es asimétrica funcional y estructuralmente. Envejecimiento celular El envejecimiento celular está producido por los radicales libres (H2O2, O2 -), ya que se peroxidan los ácidos grasos insaturados afectando a la fluidez de membrana y al funcionamiento proteico, y produce la pérdida de la asimetría por la afectación de las flipasas. Funciones de la membrana plasmática  Intercambio de sustancias con el medio (Transporte a través de membrana).  Recepción de mensajes extracelulares y conversión en señales intracelulares (Transducción de señal).  Reconocimiento y unión celular