MEMBRANA BIOLÓGICAS

Membranas Biológicas
Componentes moleculares de las membranas
§ Proteínas
§ Lípidos
§ Glúcidos
Los lípidos y las proteínas son los componentes fundamentales que se encuentran en proporciones variables según el tipo de membrana.
ª Los lípidos constituyen el 80% en las membranas mielínicas.
ª Las proteínas constituyen el 20% .
ª Las membranas de las mitocondrias la proporción de ambos es inversa 80% de proteínas y 20% de lípidos.
Lípidos de las membranas:
Tienen la propiedad de ser anfipaticos que se debe a la estructura lípidica de una porción polar y otra apolar .
Característica principal: es que se condicionan en forma de micela o bicapa en la cual los grupos polares se disponen hacia el exterior de ésta e interactúan con el medio acuoso a través de puentes de hidrogeno y de interacciones electrostáticas. Las cadenas apolares se dirigen hacia el interior y entre ellas se establecen uniones hidrofóbicas y por fuerzas d Van der Walls.




Bicapa lípidica:
§ Es asimétrica por que la disposición de sus componentes difiere en cada una de las capas
§ Las moléculas que se encuentran en la membrana interna:
Fosfatidil serina
Fosafatidil etanolamina


§ Las moléculas de la capa externa son:

Fosfatidil colina
Esfingolmielina











Espesor de la capa lípidica:
§ Mide entre 6-9 nm para la mayoría de las membranas
§ La bicapa se comporta como una barrera permeable
§ Compuestos apolares con la excepción del agua .
Proteínas de membrana:
· Son componentes fundamentales de las membranas
· Desempeñan funciones fundamentales
· Contribuyen:
® La organización
® Manifiestan diversas actividades como enzimas
® Proteínas transportadoras o formadores de canales: permite que se produzca el paso de moléculas a través de las membranas plasmáticas o entre compartimientos celulares.
Función de las membranas:
® Receptores de membrana
Clasificación de las proteínas según su localización en la membrana:
§ Periféricas o extrínsecas: se disponen en la superficie interna o externa de la bicapa y se unen por interacciones de tipo electrostáticos , a la cabeza polar de los lípidos de membrana . Integrales o intrínsecas: constituyen más del 70% del total y se encuentran parcial o completamente incluidas dentro de la membrana
Glúcidos de membrana:
§ Se hallan unidos de forma covalente a lípidos o proteínas para formar glucolípidos
§ La formación glucídica constituye entre 2-10% desde el punto de vista estructural son oligosacaridos.

Funciones de los oligosacaridos:
§ Contribuyen a la orientación de las proteínas de membrana
§ Participan en la interacción entre membranas de células distintas.
§ Tienen una función fundamental en las propiedades inmunológicas de las membranas.
Azúcares que se encuentran formando parte de los glicolípidos :
§ Glucosa
§ Galactosa
§ Manosa
§ Fucosa
§ N acetil galactosamina
§ Ácido siálico
Modelo del mosaico fluido:
§ Fue propuesto por Singer y Nicolson en 1972
§ Este modelo se propuso sobre la base del estudio de la composición química y propiedades físicas de las membranas biológicas.
§ Se considera que las proteínas forman un mosaico dentro de la bicapa lipidíca, que constituye la estructura básica; además las proteínas experimentan movimientos laterales.
En resumen el modelo del mosaico fluido:
§ Los lípidos y proteínas organizados en forma de mosaico
§ Las membranas son estructuras fluidas donde los lípidos y proteínas pueden efectuar movimientos de traslación dentro de la misma capa.
§ Asimétrica en la disposición de los lípidos, las proteínas y
§ especialmente los glúcidos.



Membrana plasmática:
§ Se organiza como una doble capa continua.
§ Es delgada con 4-5 nm
§ Individualiza a la célula y permite que esta se relacione con el medio
§ Se han identificado 100 proteínas diferentes
Proteínas transportadoras: son proteínas integrales de membrana tienen especificidad y se unen a la sustancia que se debe transportar
§ Forman canales y receptores de membrana
§ Función:
® Intercambio de sustancia
® Energía
® Información de la célula en su entorno
® Estructural constituir antígenos
Proteínas receptoras:
§ Proteínas transmembranales cuya función especializada es constituir un eslabón fundamental en la comunicación intercelular
§ Captan algunas señales químicas del exterior y transmiten una información
Receptores de membrana con respuestas a sus señales pueden:
§ Regular el paso de determinadas sustancias o iones a través de canales.
§ Modificar la actividad de lagunas enzimas
§ Provocar cambios de conformación y función de determinadas proteínas
§ Facilitar el proceso de endocitosis
§ Inducir la transcripción de algún segmento del ADN

Loa glúcidos presentes en la membrana parecen tener importancia en la interacciones de las células.
A la zona externa de la membrana plasmática abundante en glúcidos se le conoce con el nombre de glucocalix.
Funciones de la membrana plasmática:
® Delimitan las células y la interrelacionan con otras.
® Presentan permeabilidad selectividad, permiten el paso libre de algunas sustancias e impiden el otras según el tamaño y solubilidad de estas.
® Participan en los mecanismos mediante los cuales las células secreta y expulsa sutancias al exterior.
® Contribuye al mantenimiento del balance hidromineral de las células.
® Transmiten ondas excitatorias a las células vecinas en respuesta a algunas señales.
® Reciben señales del medio a través delas proteínas receptoras de membranas.
® Participan en el transporte selectivo de sustancias entre la célula y el medio.
® Incorporan grandes moléculas mediante el mecanismo de fagocitosis
® Confiere especificidad antigénica a la célula.
Transporte de sustancias a través de la membranas:
Existen mecanismos diferentes relacionados con el transporte de sustancias a través de las membranas: en algunos de los casos el caso se produce sin la intervecnión de trasnportador alguno.
Difusión simple
Ósmosis
Y en otros casos ocurre sin la participación de proteína transportadora:
Transporte pasivo
Transporte activo
Difusión y ósmosis:
Difusión: en este caso la membrana plasmática es permeable, lo que permite difundir, esto dependerá únicamente de la diferencia de concentración del soluto fuera y dentro de la célula, o sea, de su gradiente de concentración.
® Este tipo de transportador se realiza a favor del gradiente de concentración y no requiere de energía ni de transportador, aunque en algunos casos participan algunas proteínas que forman canales y permiten el paso de determinadas sustancias mediante el mecanismo de difusión simple.
Osmosis : es un caso en particular pues lo que atraviesa la membrana es el líquido. Si en ambos lados de una membrana semipermeable existen 2 soluciones en concentraciones diferentes de un soluto que no puede atravesarla, se produce el paso del solvente acuoso desde el lado donde se encuentra la solución más diluida hacia la más concentrada, hasta que ambas concentraciones se igualen.

Transporte mediante proteínas:
Poros o canales:
El transporte con la participación de proteínas puede ser :
® Poros
® O Canales
Los canales y los poros son proteínas transmembranales que delimitan espacios a través de los cuales se realiza el paso de algunas sustancias; los poros son menos selectivos y dejan espacios mayores.
Los canales poseen mayor selectividad en cuanto a la sustancia que los atraviesa, esta selectividad parece estar relacionada con su tamaño y carga, pues no presentan sitios de unión entre ellas.

Transporte pasivo:
§ Participan proteínas transmembranales conocidas como permeasas o translocasas
§ Este transporte se realiza a favor del gradiente
§ Se le llama transporte pasivo
§ Y no requiere de energía.
Las proteínas transmembranales:
§ Reconocen a la o las sustancias específicas transportadoras por ellas.
§ Tienen comportamiento similar a las enzimas en cuanto a su capacidad de saturarse
Proceso uniporte: es cuando la proteína transportadora es capaz de transportar sólo un molécula.
Proceso cotransporte: cuando el paso de una determinada sustancia depende del transporte simultáneo de otra.












Transporte activo:
Se realiza en contra del gradiente de concentración
Requiere de energía
En ejemplo es la bomba de sodio y potasio.
Las proteínas que intervienen en este tipo de transporte son:
Bombas
Proteínas transmembranales
La concentración de iones y otros solutos en el interior y exterior de las células es diferente; esta diferencia es esencial en el mantenimiento de un potencial, debido a la existencia de un gradiente de concentración.
Potencial de membrana en reposo:
La diferencia de contenido iónico dentro y fuera de las células condiciona una diferencia de potencial eléctrico, donde el interior de la célula es más negativo que el exterior; esta diferencia se debe en gran medida al funcionamiento de las bombas.
Diferenciación de la membrana plasmática:
La membrana plasmática de algunas células experimentan diferenciaciones relacionadas con su especialización , ello permite que cumplan mejor su función; es el caso de las estructura en forma de reborde de cepillo presente en los túbulos renales o las diferenciaciones que hacen diferentes que hacen posible la unión o adherencia con otras células como los desmosomas o nexus, o la disposición características de la membrana plasmática de las células de la mucosa intestinal.