Trabajo práctico nº 7 Flashcards
Membrana: composición química y transporte a través de membrana
Membrana Plasmática
-La membrana plasmática es una bicapa lipídica que limita la extensión de la célula y permite establecer compartimentos con composiciones químicas diferentes.
-Está estabilizada por interacciones hidrofóbicas
-Constituyen barreras permeables selectivas que controlan el pasaje de iones y de moléculas pequeñas.
-Rol en la comunicación celular
-Tienen modelo de mosaico fluido: está constituida por lípidos, colesterol y proteínas intercaladas insertadas en la bicapa, que pueden desplazarse, lo que le da la propiedad dinámica.
-Son asimétricas: las 2 capas de la bicapa lipídica no son idénticas en su composición. Se construyen sobre las mismas bases moleculares pero la constitución de cada una es particular.
Componentes de la membrana plasmática
-Fosfolípidos
-Glicerofosfolípidos
-Esfingolípidos
-Colesterol: molécula anfipática que aporta estabilidad mecánica y regula la fluidez de la bicapa.
-Proteínas periféricas
-Proteínas integrales
-Glicolípidos
-Glicoproteínas
-Glucocálix: lámina rica en hidratos de carbono que recubre la superficie exterior de las células. Protege la superficie celular, importante en reconocimiento y adhesión celular.
-Cardiolipina: fosfolípido doble en la membrana mitocondrial interna. Confiere impermeabilidad a la membrana.
-Puentes de sulfuro: en la cara no citosólica.
Fosfolípidos membrana plasmática
Formados por:
-Cabeza polar
-1 glicerol
-2 colas hidrocarbonadas
-En medio acuoso forman micelas: forman bicapas que se cierran sobre sí mismas. Los ácidos grasos hidrofóbicos se unen en el interior de la bicapa y las cabezas polares hidrofílicas de cada monocapa se dirigen hacia las soluciones acuosas.
-Los lípidos que construyen las membranas no son idénticos de una monocapa a la otra, contribuyen a la asimetría.
-Fosfolípidos monocapa interna:
.Fosfatidiletanolamina
.Fosfatidilserina
.Fosfatidilinositol
-Fosfolípidos monocapa externa:
.Fosfatidilcolina
.Esfingomielina
-Balsas: formadas por esfingolípidos y colesterol. Se distribuyen en distintas regiones.
Fluidez de la bicapa lipídica
-A temperaturas fisiológicas la bicapa se comporta como una estructura fluida.
-La fluidez de la membrana depende tanto de su composición como de la temperatura.
-A mayor temperatura hay aumento en la fluidez de la membrana.
-A menor temperatura hay pérdida de la movilidad, tendencia a un aumento de grado de empaquetamiento o cristalización de la M: estado de gel.
-Transición de estado sol-gel o gel-sol.
-La fluidez aumenta: cuando hay mayor proporción de ácidos grasos cortos e insaturados en los fosfolípidos.
-La fluidez disminuye: cuando hay mayor proporción de ácidos grasos largos y saturados. Capacidad de interaccionar con otras cadenas hidrocarbonadas: posibilidad de empaquetarse.
-Sus componentes rotan en torno de sus ejes y se desplazan por la superficie membranosa.
-Colesterol: regula la fluidez. Impide el cambio de fases. Cuando hay baja Tº y los fosfolípidos se empaquetan, el colesterol aumenta la fluidez. Cuando hay alta Tº y los fosfolípidos se mueven, el colesterol disminuye la fluidez.
Movimientos de los fosfolípidos
-Difusión lateral
-Flexión de las colas hidrocarbonadas
-Rotación sobre su eje
-Flip-Flop: paso de una monocapa a otra de un lípido. Es un movimiento que debería ocurrir mucho más lento: es catalizado por la enzima Flipasa, requiere ATP. No ocurre con frecuencia.
Proteínas de las membranas
-Proteínas periféricas: están ligadas por uniones no covalentes a las cabezas de los fosfolípidos o proteínas integrales. Se encuentran de un solo lado de la membrana. Son extraídas con facilidad con soluciones salinas.
-Proteínas integrales: están unidas covalentemente a un ácido graso, fosfolípido o proteínas transmembrana. Para su extracción se necesitan procedimientos mediante detergentes o solventes especiales.
-Proteínas transmembrana: atraviesan la bicapa totalmente. Zona intramembranosa: estructura alfa hélice. Dominio extracelular: hidrofóbico.
.Estructura barril beta: integral, transmembrana. Forma un canal acuoso.
-Pueden ser Multipaso: si atraviesan la bicapa lipídica más de una vez. En general la atraviesan 7 veces. Unipaso: atraviesan una sola vez la membrana.
-Proteínas ancladas a la membrana a través de fosfolípidos de Inositol pertenecen a la región extracelular no citosólica, de ubicación periférica.
-Proteínas unidas a la membrana a través de su unión covalente a un ácido graso (Ac. palmítico) son características de la monocapa citosólica, periférica en ubicación.
-En las regiones transmembrana de una proteína predominan los aa no polares, mientras que en los segmentos extra e intracelular los aa hidrofílicos.
Hidratos de carbono membrana plasmática
-Las membranas celulares contienen entre un 2 y un 10% de hidratos de carbono.
-Unidos covalentemente a lípidos y proteínas como glicolípidos y glicoproteínas.
-Las glicoproteínas membranosas contienen oligosacáridos o polisacáridos.
-Los oligosacáridos están ligados a las proteínas a través de enlaces N-glicosídicos u O-glicosídicos.
-Los polisacáridos ligados a proteínas son glicosaminoglicanos y se forman glicoproteínas llamadas proteoglicanos.
-Glicocálix: los hidratos de carbono de los glicolípidos y proteínas que se localizan en la cara externa de la membrana forman una cubierta.
Asimetría Membrana Plasmática
-Cara no citosólica:
.Oligosacáridos: glucocálix
.Puentes de sulfuro: unión covalente.
.Fosfatidilinositol: solo cuando se encuentra unido a un oligosacárido o una proteína.
-Monocapa externa:
.Esfingolípidos
.Fosfatidilcolina
-Monocapa interna:
.Fosfatidilserina
.Fosfatidiletanolamina
-Cara citosólica:
.Fosfatidilinositol
Transporte a través de membrana
-La membrana plasmática es permeable y selectiva.
-Los solutos deben pasar a través de ella: permeabilidad.
-El transporte a través de la membrana depende del tamaño y la polaridad de la molécula.
-Se difunden libremente por la membrana:
.Moléculas hidrofóbicas (O2, CO2, N2, Benzeno)
.Parcialmente a moléculas polares pequeñas sin carga neta (H2O, Urea, Glicerol).
.Parcialmente más bajo a moléculas polares grandes (glucosa, sacarosa).
.Baja permeabilidad a iones (H+, N+, K+, HCO3-, Cl-, Ca2+)
-Para las macromoléculas y moléculas que no se pueden difundir a través de la membrana, existen proteínas de transporte, son proteínas transmembrana que ayudan al paso de esas moléculas. Son:
-Proteínas transportadoras o carrier: cambian su conformación, tienen un sitio específico al cual se une el soluto provocando un cambio químico. No forman canales. Alternan de una superficie a la otra. Son multipaso, integrales, transmembrana.
-Proteínas canal: cambian su conformación, forman canales acuosos.
Proteínas canal
-Proteínas multipaso
-Integrales
-Transmembrana
-Cambio de conformación permite la formación de un poro acuoso que permite el pasaje de soluto.
-Canales iónicos: catiónicos o aniónicos, selectivos para el ión transportado.
.Poseen un estado inactivado: no están abiertos de forma permanente:
-Canales regulados por voltaje: se abren en respuesta a un cambio en el potencial eléctrico de la membrana.
-Canales regulados por ligando: cuando les llega una sustancia inductora (ligando) y permite que se abra o cierre.
Tipos de transporte
Transporte pasivo: ocurren a favor de su gradiente electroquímico y por lo tanto ocurren sin gasto de energía. Los solutos atraviesan la bicapa lipídica directamente o a través de estructuras especiales constituidas por proteínas transmembrana: canales iónicos y permeasas.
Puede ser:
-Difusión simple: se realiza de forma espontánea, las moléculas no polares pequeñas (O2, CO2, N2), hidrofóbicas, y compuestos liposolubles pasan libremente a través de la bicapa lipídica. Permite el paso del agua.
-Difusión facilitada: la fuerza que impulsa la movilización de las partículas del soluto es el gradiente, no consume energía. Los solutos atraviesan la bicapa lipídica por medio de proteínas transportadoras. Se forma un complejo soluto-canal iónico y soluto-permeasa. Poseen especificidad y saturabilidad. Pueden ser canales proteicos o proteínas carrier.
-Transporte activo: cuando el transporte del soluto se realiza en dirección contraria a su gradiente de concentración. Necesitan energía. No hay canales proteicos. Se realiza a través de permeasas llamadas bombas. Hay distintos tipos de transporte activos: uniporte, simporte y antiporte.
Tipos de transportes activos mediados
-Uniporte: se transfiere un único sustrato a través de un transportador.
Cotransporte: son acoplados, una transferencia no se hace sin la otra:
-Simporte: se transportan 2 tipos de sustratos simultáneamente, en la misma dirección.
-Antiporte: se transfieren 2 tipos de solutos en direcciones contrarias.
Transporte activo primario y secundario
-Primario: transporte de una molécula en contra de su gradiente electroquímico impulsado por la hidrólisis de ATP.
-Secundario: transporte de una molécula en contra de su gradiente electroquímico impulsado por la energía que produce la disipación del gradiente de una molécula que ha sido transportada a favor de su gradiente. Puede ser simporte o antiporte. Ejemplo: transportador Na+/ glucosa.
Transporte transcelular de glucosa
-Las células epiteliales incorporan glucosa al organismo.
-En su superficie apical hay transportadores:
1-Transporte activo: secundario y simporte: el Na+ entra a favor de su gradiente a la célula, la disipación de su gradiente en el exterior hacia el interior de la célula libera energía que la glucosa necesita para entrar a la célula.
2-Transporte pasivo: por difusión facilitada: la glucosa es expulsada al torrente sanguíneo a favor de su gradiente.
3-Transporte activo: primario y antiporte: la ATPasa Na+/K+ utiliza la energía de la hidrólisis de ATP para mover en contra de su gradiente electroquímico el K+ simultáneamente con el Na+ (salen 3 Na+ y entran 2 K+).
Bomba Na+K+
-Tiene la función de expulsar Na+ al exterior e introducir K+ en el citosol.
-Transporte activo primario: antiporte
-Necesita energía, la obtiene por hidrólisis de ATP.
-Se activa solo cuando es fosforilada.
-Es un complejo integrado por 4 subunidades: 2 alfa y 2 beta que son proteínas integrales de membrana. Cada subunidad beta es una glicoproteína, poseen varias cadenas de oligosacáridos en el extremo en el lado no citosólico.
-Cada ATP que se hidroliza permite el transporte de 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el citosol.
-Regulación del volumen celular.
-Control de pH intracelular.
-Mantenimiento de la polaridad celular.
-Puede ser inhibida por el fármaco ouabaína: bloquea el antiporte de Na+ y K+.
Bomba de Ca2+
-Se ubica en la membrana plasmática y en la membrana del RE.
-La concentración de Ca2+ en el citosol es muy baja.
-La mayor concentración de Ca+ está en el exterior de la célula.
-La bomba transfiere el Ca+ desde el citosol hacia el espacio extracelular y hacia el interior del retículo donde se almacena. Con gasto de ATP.
-Procesos que dependen de la bomba: contracción muscular, división celular, regulación de los procesos de secreción.
-Serca: proteína que se encarga de transportar Ca+ del citosol al interior del RE.
-Rianodina: transporta el calcio desde el RE al citosol.
Bomba K+H+
-Se ubica en la membrana plasmática de las células parietales de la mucosa gástrica.
-Transporte activo primario: antiporte
-Saca H+ e ingresa K+ a la célula.
-Se incrementan los niveles de K+ en el citosol y hay elevadas concentraciones de H+ en la secreción gástrica.
-Transporte pasivo por difusión simple: el gradiente electroquímico de K+ hace su salida pasiva desde la célula a la cavidad estomacal.
-Sale Cl- que se une al H+ y forma HCl.
Bomba de H+
-Transporta H+ desde el citosol al interior del lisosoma.
-Transporte activo primario: con gasto de ATP.
Familias de ATPasas
-ATPasas de Tipo P:
.Cambio conformacional mediado por la fosforilación del transportador.
.ATPasas Na+/K+
.Bomba de Ca2+
.H+/K+ ATPasa gástrica
-ATPasas de tipo V:
.Transporte activo primario: aumenta la concentración de H+.
.Presente en vacuolas, vesículas sinápticas, membranas de procariotas, en lisosomas.
.El interior de estas estructuras es altamente ácido.
-ATPasas tipo F:
.Funcionalmente es una ATPsintasa
.Se ubica en la MMI de eucariotas.
.Respiración celular
.Ligada a cadenas de óxido-reducción
.F1: junta ADP + Pi sintetizando ATP
.F0: capta los H+ del medio extracelular.
-**Transportadores Superfamilia de ABC:
.Capacidad de unir ATP e hidrolizarlo.
.En membrana de células bacterianas
Ionóforos
-Son sustancias que tienen la propiedad de incorporarse a las membranas biológicas y aumentar su permeabilidad a diversos iones.
-Moléculas de tamaño pequeño con una superficie hidrófoba.
-2 Tipos de ionóforos: transportadores móviles y formadores de canales:
-Transportadores móviles: atrapan el ion de un lado de la membrana, lo engloban en el interior de sus moléculas, giran 180º en la bicapa lipídica y lo liberan del otro lado de la membrana.
-Formadores de canales: son conductos hidrofóbicos que permiten el pasaje de cationes monovalentes (H+, K+, Na).
