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Estructura y dinámica de la membrana. Dr. José M. Planas Biol. 4018: Biología Celular y Molecular UPR-Aguadilla. Objetivos. Al finalizar el estudiante podrá: Conocer los componentes de la membrana y las propiedades que estos le confieren a la membrana.

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estructura y din mica de la membrana

Estructura y dinámica de la membrana

Dr. José M. Planas

Biol. 4018: Biología Celular y Molecular

UPR-Aguadilla

objetivos
Objetivos
  • Al finalizar el estudiante podrá:
    • Conocer los componentes de la membrana y las propiedades que estos le confieren a la membrana.
    • Distinguir entre proteínas trans membranales y proteínas periferales.
    • Entender la estructura física de la membrana.
    • Entender el comportamiento heterogéneo de las proteínas membranales.
componentes de la membrana
Componentes de la membrana
  • Lípidos
    • Señales para atraer proteínas a la membrana.
    • Almacenan energía
    • Llevan información
      • Hormonas extracelular
      • Mensajero secundarios intracelular
        • “PhosphoInositol Phosphate” PIP
componentes de la membrana4
Componentes de la membrana
  • Tipos de Lípidos
    • Fosfoglicéridos
      • Constituyente principal de la membrana.
      • También conocidos como fosfolípidos.
        • Glicerol
        • Dos cadenas de ácidos grasos
          • C1 y C2 de la molécula de glicerol
          • Saturadas vs. no saturadas
        • Ácido fosfórico
componentes de la membrana5
Fosfoglicéridos

Esterificar uno de cinco alcoholes al fosfato

Hacer mas de 100 Fosfoglicéridos distintos

Ácidos fosfatídicos

PA

No contienen un grupo unido al fosfato

Fosfatidilglicerol

PG

Contienen un grupo glicerol unido al fosfato

Componentes de la membrana
componentes de la membrana6
Componentes de la membrana
  • Fosfoglicéridos
    • Fosfatidil etanol amina
      • PE
      • Etanolamina unida al fosfato
    • Fosfatidil colina
      • PC
      • Un grupo colina unido al fosfato
    • Fosfatidil serina
      • PS
      • Serina unido al fosfato
    • Fosfatidi inositol
      • PI
      • Inositol unido al fosfato
componentes de la membrana7
Componentes de la membrana
  • Fosfoglicéridos
    • Grupos substituyentes proveen propiedades.
    • Todos tienen una carga negativa en el fosfato esterificado.
    • Neutrales
      • PE y PC
      • Poseen una carga positiva en los nitrógenos.
    • Carga negativa
      • PS, PA, PG, PI
componentes de la membrana8
Componentes de la membrana
  • Esfingolípidos
    • Contienen azúcar.
    • Esfingocine (4 carbonos, 1 nitrógeno).
    • Dos características que definen a los esfingolípidos
      • El ácido graso unido al C2 mediante enlace de amida.
      • Naturaleza del grupo polar esterificado al C1.
        • Eterifican azucares al grupo hidroxilo del C1.
          • Carga neta neutral
          • Carga neta negativa
componentes de la membrana9
Componentes de la membrana
  • Esfingolípidos
    • Glicoesfingolípidos
      • Una o más azucares
      • Servir de receptor a virus
    • Esfingomielinas
      • Se une una base al C1 mediante un enlace éster de fosfato
        • Fosforil colina
        • Fosfo etanol amina
componentes de la membrana10
Colesterol

Sólo presente en células animales.

Apolar

Orientación en la membrana es con el OH hacia la parte polar.

Contribuye a la fluidez de la membrana.

Compuesto intermedio en la síntesis de hormonas esteroides

Estrógeno, progesterona y cortisona

Vitamina D

Componentes de la membrana
componentes de la membrana11
Componentes de la membrana
  • Glicolípidos
    • Hay tres tipos
      • Esfingolípidos
      • Glicolípidos con glicerol
        • Azúcar unida en el C3
      • Glicosil-fosfatidil-inositol
        • GPI
        • No son muy comunes
componentes de la membrana12
Componentes de la membrana
  • Triglicéridos
    • Glicerol con tres ácidos grasos esterificados a este.
    • No posee un grupo polar, no puede formar parte de la membrana,
    • Forman las gotas de grasa que se encuentran en las células adiposas
componentes de la membrana13
Proteínas

Integrales

Transmembranales

Atraviesan la doble capa de la membrana.

Requiere de detergentes para solubilizar las proteínas transmembranales.

Componentes de la membrana
componentes de la membrana14
Componentes de la membrana
  • Segmento trans membranal
    • Alfa helice
    • Segmentos beta
      • Cuando hay más de uno
  • Poseen lugares de glicolisación en el terminal externo de la proteína.
componentes de la membrana15
Componentes de la membrana
  • Periferales
    • Poseen residuos hidrofílicos expuestos y un segmento hidrofóbico.
    • Pueden solubilizarse con agentes alcalinos.
    • Pueden encontrarse externa o internamente asociadas a la membrana.
    • Se pueden asociar a la membrana mediante seis métodos distintos.
componentes de la membrana16
Anclaje a través de cadenas de acilicas

Isoprenoides

Añadir una cadena de C15 a cisteina en el terminal carboxílico

Señal de reconocimiento CAAX

Asociadas a sistemas de transducción de señales utilizando Ras.

Miristoil

Añadir una cadena de C14 a grupo amino del terminal aminico de glicina.

Asociada con la quinasa de Tirosina (Src).

Glicosil fosfatidil inositol (GPI)

Oligosacárido-fosfoglicerico corto

Añade al terminal carboxílico.

Componentes de la membrana
componentes de la membrana17
Componentes de la membrana
  • Anclaje a través de cadenas de acilicas
    • Interacciones electrostáticas
      • Ocurren con fosfolípidos
      • Anexinas y Miosina I
    • Penetración parcial de la membrana
      • Alfa hélices hidrofóbicas
      • Sintetasa de prostaglandina H2
    • Asociación con proteinas integrales
      • Interacción con el terminal citoplasmático de las proteinas integrales
      • Citoesqueleto
estructuraci n f sica
Estructuración Física
  • Propiedades mecánicas
    • Flexible
      • Responder a cambios en volumen.
    • Permeabilidad limitada
      • Iones
      • Alta resistencia eléctrica.
      • Habilidad de auto sellarse.
  • Asimetría en la distribución de lípidos con respecto a la membrana.
    • Ocurre durante la biogénesis.
    • Glicofosfolípidos – capa externa
    • Fosfatidilserina – capa interna
estructuraci n f sica20
Estructuración Física
  • Propiedades físicas
    • Dinamica
    • Mosaico fluido
      • Movimiento lateral
      • Movimiento rotacional
      • Movimiento transversal
    • Ácidos grasos tienen movimientos en la escala de pico segundos
estructuraci n f sica21
Estructuración Física
  • Determinadas por el largo de las cadenas de ácidos grasos y la presencia o ausencia de cadenas saturadas versus no saturadas.
  • Agregados de Esfingolípidos o colesterol en la membrana citoplasmática pueden ocurrir
    • Rafts
din micas de las prote nas membranales
Dinámicas de las proteínas membranales
  • Métodos de estudio
    • Fluorescencia
      • Fotoblanquedo (Photobleaching)
    • Marcado con anticuerpos
      • Microscopia
    • Seguimiento de una partícula
      • Trampa óptica