Capitulo 40 - Bioquímica Ilustrada de Harper (Lange) - 29ed PDF

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Resumen capitulo 40 Harper 29ed...

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CAPITULO 40: CAPITULO 40: ANASS MEMBR MEMBRANA ME MEMB MB MBR RANA PL PLA ASTMA MAT TICA

E ST RUC T URA Y FUN C IO N

-Transportadores

-Define los límites de la célula -Permeablemente selectiva

-Canales de iones específicos

-intercambia material con el ambiente celular (endocitosis y exocitosis)

El agua constituye un 60% de la masa corporal y esta distribuida en dos compartimentos:

L IQ IQU UID IDO O INTRACEL UL AR 2/3 partes del agua corporal total

L IQ IQU UID IDO O EXTRACEL UL AR

1/3 del total del agua corporal total Proporciona un ambiente para que Se divide en dos la célula pueda: compartimentos: -Producir, almacenar y utilizar -Plasmático energía -Intersticial -Se repare a su misma Lleva a las célula nutrientes y -Se replique elimina los productos de -Desempeñe funciones especiales desecho. Rico en: K+ y Mg+ y Fosfato → Rico en Na+ y Ca Cl → anion anión

L AS ME MEM MBRANAS CONTIENEN L IPID IPIDO OS, PR PRO OTEIN INA AS Y CARBOHID IDR RATOS.

Los principales son: fosfolípidos, glucoesfingolipidos y colesterol FOSFOLIPIDO: Esqueleto de glicerol + 2 ácidos grasos + alcohol fosforilado Son los más frecuentes • -Acido graso (saturado o insaturado) • Acido fosfatídico → el fosfoglicérido + simple • La esfingomielina → fosfolípido que contiene una esfingosina en lugar de glicerol

GLUCOESFINGOLIPIDOS lípidos que contienen azúcar sobre un esqueleto de ceramida. • Galactosil ceramida • Glucosil ceramida • Gangliosidos

ESTEROL El colesterol es el más común. • Se encuentra en la membrana plasmática pero también en la membrana mitocondrial • No está presente en vegetales

LOS LIPIDOS DE MEMBRANA SON ANFIPATICOS

 Hace interfaz con el medio acuoso

 Los ácidos grasos saturados forman colas rectas, los insaturados colas curvas.

Los detergentes se usan de modo amplio para solubilizar y purificar proteínas de membrana, ya que rompen/disuelven estos

LOS LIPIDOS DE MEMBRANA FORMAN BICAPAS Los fosfolípidos y moléculas anfipáticas forman una estructura llamada bicapa lipídica molecular.

 Los fosfolípidos también forman micelas -Es impermeable a casi todos las moléculas hidrosolubles

 La bicapa sirve para separar las porciones hidrofóbicas del medio acuoso

Sustancias liposolubles: Pueden atravesar con facilidad la membrana celular: Oxigeno, Co2 y Nitrógeno No liposolubles: no atraviesan con facilidad la membrana celular, necesitan de transporte como proteínas (que forman canales en la membrana) Las proteínas son las principales moléculas funcionales de la membrana y constan de • • • • •

Enzimas Bombas y trasportadores Canales Componentes estructurales Antígenos

Los lípidos y las proteínas en las membranas sufren cambio

L A ME MEM MBRANA ES UNA ESTRUCTURA ASIME IMET TRIC ICA A La ubicación de las proteínas y carbohidratos hace que la superficie interna y externa sean muy diferentes. Existe asimetría de los fosfolípidos. • •

Los que tienen colina → exterior Los amino esfingolípidos → interior

• •

Dado a esta asimetría existe una movilidad transversal limitada (flip-flop). Flipasas: transfieren fosfolípidos desde la hojuela interna -> externa.

Las memb membranas ranas contienen prot proteínas eínas integra integrales les y perif periféricas éricas IN INT TEGRAL ES • • • • •

Son globulares Atraviesan la membrana Interactúan con los fosfolípidos Necesitan detergente para su liberación Ejemplos: transportadoras, canales de ion, proteínas G

PE PER RIFE FER RICAS • • • •

No interactúan de modo directo con los centros hidrofóbicos Solo están en la periferia No necesitan detergente Ejemplo: Anquirina, espectrina

LAS MEMBRANAS ARTIFICIALES MODELAN LA FUNCION DE MEMBRANA Liposomas: vesiculas rodeadas por una bicapa lipidica con un interior acuoso.

Ventajas y usos de los sintema de membrana artificial. 1. Contenido de lipido de las membrana varia 2. Las proteinas o enzimas de m.purificadas pueden incorporarse hacia estas vesiculas. 3. El ambiente de estos sistemas se puede controlar de manera rigida y varias de modo sistematico 4. Cuando se forman liposomas, puede hacer que atrapen ciertos compuestos dentro de si mismos como medicamentos o genes ailados.

El modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana pospuesta en 1972 por Singer y Nicolson ahora es aceptado. Las balsas de lípido, caveolas y zonas de oclusión (uniones intercelulares herméticas) son características especializadas de las membranas plasmáticas Las bal sas de l ípido : participan en la transducción de señal y en otros procesos. Cav eol as : pequeñas invaginaciones de la membrana plasmática. Zonas de oc l usión : se encuentran en la superficie de la membrana → evitan la difusión de macromoléculas entre células.

SELECTIVIDAD DE MEMBRANA. DIFU IFUS SIO ION N:

• •

Simple: Flujo de soluto a favor del gradiente de concentración Facilitada: transporte de un soluto a favor del gradiente de concentración mediante un transportador proteico → mecanismo de ping pong

TRANSPO POR RTE ACTIV IVO O:

• • •

Requiere energía Mov. contra de gradiente de concentración Está involucrada las bombas.

Tr a n s p o r t a d o r es : proteínas especificas involucradas en la difusión facilitada y en el transporte activo.

Uniporte: mueve una molécula en sentido bidireccional • Simporte: mueve dos solutos en la misma dirección. • Antiporte: mueven dos moléculas en direcciones opuestas. •

Canal es de iones: → proteínas transmembrana que permiten la entrada selectiva de diversos iones. La permeabilidad de un canal depende de: • • •

el tamaño la extensión de la hidratación la magnitud de la densidad de carga sobre el ion

Existen canales específicos para Na+, K+, Ca+ y Cl-

Los canales Na+ → sensibles al voltaje Los canales K+ → Se abren de manera transitoria Canales activados por ligando → una molécula especifica se une a un receptor y abre el canal

Canales activados por voltaje → se abren o cierran en respuesta a los cambios del potencial de membrana

Acuaporinas: proteinas que forman canales de agua en ciertas membranas. LA TRANSMISIÓN DE IMPULSOS NERVIOSOS COMPRENDE CANALES DE ION Y BOMBAS La membrana que encierra células neuronales mantiene una asimetría del voltaje interno-externo y también es excitable con electricidad debido a la presencia de canales activados por voltaje. Cuando áreas grandes de la membrana se despolarizan se genera un impulso nervioso.

EL TRANSPORTE DE GLUCOSA INCLUYE VARIOS MECANISMOS Tr a n s p o r t a d o r es d e g l u c o s a --> GLUT

• En adipocitos y músculo esquelético, la glucosa entra por medio de un sistema de transporte específico (GLUT4) incrementado por la insulina. • En el transporte de glucosa en el intestino delgado la glucosa y el Na+ se unen a diferentes sitios en un simportador de Na+-glucosa localizado en la superficie apical. El Na+ se mueve hacia la célula a favor de su gradiente electroquímico y “arrastra” glucosa con él.

LAS CÉLULAS TRANSPORTAN CIERTAS MACROMOLÉCULAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA POR MEDIO DE ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS ENDOCITOSIS → Transporte hacia el interior de la membrana •

Fagocitosis: Sucede en macrofagos y granulocitos -> es la ingestion de

•

moleculas grandes como virus, bacterias, celulas o restos. Pinocitosis: Es la captasion celular de liquido o Pinocitosis de fase liquida: proceso no selectivo.

o Pinocitosis absortiva: captacion de macromoleculas especificas.

EXOCITOSIS → transporte hacia el exterior de la membrana. Las moléculas liberadas por medio de exocitosis tienen por lo menos tres destinos: 1)Son proteínas de membrana y permanecen asociadas con la superficie celular 2)Pueden hacerse parte de la matriz extracelular 3)Pueden entrar en el líquido extracelular y emitir señales hacia otras células

Señalización transmembrana: Unión, por medio de dominios extracelulares, de señales bioquímicas específicas, como neurotransmisores, hormonas e inmunoglobulinas a proteínas receptoras transmembrana integrales.

Las uniones intercelulares comunicantes son estructuras que permiten la transferencia directa de moléculas pequeñas desde una célula hacia su vecina.

Ex osomas:

Las vesículas extracelulares (exosomas) permiten el movimiento directo de macromoléculas de una célula a otra por medio de vesículas pequeñas. Las cargas de exosomas pueden incluir lípidos, proteínas (receptores, canales, proteínas señalizadoras) DNA, RNA, y moléculas bioactivas pequeñas. Esta nueva área del tráfico de membrana y de la comunicación entre una célula y otra tiene tremendo potencial para tener repercusiones sobre el pensamiento y la práctica acerca de la biología normal y las anormalidades biológicas. En ambos casos las vesículas extracelulares (exosomas y microvesículas) finalmente se fusionan a su célula blanco para suministrar una carga separada.

Las mutaciones que afectan la estructura de proteínas de membrana (receptores, transportadores, canales de ion, enzimas y proteínas estructurales) pueden traducirse en enfermedades; los ejemplos son fibrosis quística e

hipercolesterolemia familiar....