Membrana plasmática PDF

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Apuntes Citología y Histologia (TEMA 2)...

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Membrana Plasmática

Funciones de la membrana plasmática 1) Control del medio intracelular Papeles complementarios de los lípidos y proteínas de la membrana 2) Comunicación intercelular Receptores para hormonas y neurotransmisores 3) Adhesión celular Uniones célula-célula y célula-matriz 4) Inmunogenicidad y reconocimiento celular ej. Grupos sanguíneos Funciones de las membranas intracelulares 1)  Delimitan compartimentos 2)  Soporte de enzimas y proteínas especializadas

Antígenos de los grupos sanguíneos AB0 Grupo A

Grupo 0

Grupo B

Oligosacáridos unidos covalentemente a glucoproteínas o glucolípidos de la membrana plasmática de los eritrocitos

Componentes de la membrana plasmática

- Lípidos -Proteínas -Glúcidos Siempre unidos covalentemente a proteínas (GLUCOPROTEÍNAS) o a lípidos (GLUCOLÍPIDOS)

Moléculas lipídicas de la membrana Anfipáticas

Cabeza hidrofílica

Colas hidrofóbicas

cabeza polar

Colas hidrofóbicas

Fosfolípido (fosfatidilcolina)

Glucolípido (gangliósido GM1)

Colesterol

FOSFOLÍPIDOS Colina Etanolamina

GRUPO POLAR HIDROFÍLICO

Etanolamina Colina Serina Inositol

Fosfato Glicerol

COLAS HIDROFÓBICAS

Ácidos grasos

Ceramida

fosfatidiletanolamina

fosfatidilserina

fosfatidilcolina

Ésteres fosfatídicos

Esfingomielinas

GLUCOLÍPIDOS -  cerebrósidos -  gangliósidos

Ceramida

Galactocerebrósido

Gangliósido

Ácido Siálico (N-acetilneuramínico o NANA)

Movilidad de los lípidos

La fluidez de la bicapa lípidica depende de su composición

Difusión lateral

Flip-flop (rara vez ocurre) Cadenas cortas y/o insaturadas Más fluidez

Flexión

rotación

Cadenas largas y/o saturadas Menos fluidez

El colesterol y la fluidez de la membrana

Región endurecida por el colesterol

Lípidos y bicapa lipídica

La bicapa lipídica es asimétrica Cara exoplasmática Abundancia de

Cara citoplasmática Abundancia de

Fosfatidilcolina Esfingomielinas Ácidos grasos saturados Glucolípidos (exclusivos)

Fosfatidilserina Fosfatidiletanolamina Fosfatidilinositol Ácidos grasos insaturados (dobles enlaces)

Equivalencias topográficas entre las membranas internas y la membrana plasmática La cara luminal de las membranas de los orgánulos es equivalente topográficamente a la cara exoplasmástica de la membrana plasmática.

orgánulo

vesícula

membrana plasmática

Cara citoplasmástica o citosólica

lumen

Cara exoplasmástica (luminal)

Citosol

medio extracelular

Las FLIPASAS generan la asimetría de la bicapa lipídica Los fosfolípidos de la membrana plasmática se sintetizan en el retículo endoplasmático y de allí parten vesículas que se fusionan con la membrana plasmática. La asimetría en la composición lipídica de la membrana se debe a la acción de una flipasa específica. Membrana del Retículo Endoplasmático

Membrana plasmática

Bicapa lípidica de la membrana del RE

Llegan vesículas desde el RE Síntesis de fosfolípidos sólo en la cara citosólica de la bicapa de la membrana del RE

¡La membrana sería inestable!

Una flipasa inespecífica cataliza la translocación de moléculas de fosfolípido a la cara luminal de la membrana del RE Las dos caras de la bicapa crecen simétricamente

Una flipasa específica cataliza la translocación de moléculas de fosfolípido desde la cara extracelular a la citosólica de la membrana plasmática. Esta flipasa transloca selectivamente fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina La composición lipídica de las dos caras de la bicapa de la membrana plasmática es asimétrica

TIPOS DE PROTEíNA DE MEMBRANA PERIFÉRICAS

INTEGRALES TRANSMEMBRANA

Hélices alfa

láminas beta

UNIDAS A LÍPIDOS

UNIDAS A PROTEÍNAS

Los detergentes permiten solubilizar proteínas integrales de membrana

FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Transportadores

Conectores

Receptores

Enzimas

Las proteínas de membrana experimentan difusión lateral

Las células pueden restringir la difusión de algunas proteínas de membrana. Esto crea dominios de membrana.

Unión hermética o estanca

GLUCOCÁLIZ

Membrana plasmática de un linfocito. Rojo de rutenio

Funciones: -  Protección frente a lesiones mecánicas y químicas (superficie viscosa). - Reconocimiento célula-célula (fecundación, grupos sanguíneos…). - Adhesión celular (selectinas).

TRANSPORTE DE MOLÉCULAS PEQUEÑAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PERMEABILIDAD DE LA! BICAPA LIPÍDICA! Moléculas no polares pequeñas

Moléculas polares pequeñas sin carga

(acuaporinas)

Las proteínas son las responsables del transporte a través de la membrana!

Moléculas polares grandes sin carga Moléculas cargadas pequeñas o grandes ATP glucosa-6-fosfato

Bicapa lipídica sintética

Liposoma

Membrana celular

TIPOS DE PROTEÍNAS DE TRANSPORTE Cambio conformacional

PROTEÍNA TRANSPORTADORA

Características comunes: -  Proteínas integrales transmembrana. -  Especificidad.

PROTEÍNA DE CANAL O CANAL IÓNICO

TIPOS DE TRANSPORTE

Difusión simple

Canal iónico

Proteína transportadora

Proteína transportadora

Difusión facilitada

Transporte pasivo

Transporte activo

El gradiente electroquímico depende del gradiente de concentración y del potencial de membrana!

EXTERIOR!

INTERIOR!

No hay gradiente eléctrico

El interior es negativo respecto al exterior

El interior es positivo respecto al exterior

TIPOS DE CANALES IÓNICOS Regulados por: VOLTAJE ++

LIGANDO

++

Cerrado

--

--

Abierto

--

--

++

++

MECÁNICAMENTE

Células ciliadas del oído interno Canales iónicos regulados mecánicamente

TIPOS DE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS

UNIPORTE

SIMPORTE

ANTIPORTE

TRANSPORTE ACOPLADO

Transporte pasivo: Difusión facilitada. Transportador de glucosa

Difusión facilitada

Difusión simple

TRANSPORTE ACTIVO: BOMBA DE SODIO/POTASIO 3

2

La bomba de sodio/potasio ayuda a mantener el equilibrio osmótico en las células animales

Células animales

Células vegetales

Protozoos

Debido a la ATPasa de Na+-K+, en los tejidos animales las células están rodeadas por un medio extracelular con elevadas concentraciones de Na+, Cl- y otros iones inorgánicos, esto compensa la elevada concentración de solutos confinados en el interior de la célula y evita la entrada de agua.

Na+

TIPOS DE TRANSPORTE ACTIVO Glucosa

Na+

gradiente de glucosa

Transportador acoplado Bomba impulsada (transporte activo secundario) por ATP (transporte activo El transporte de glucosa primario) en contra de gradiente + se acopla al de Na a favor de gradiente (se gastó ATP para crear el gradiente de Na+)

Bomba impulsada por luz (sólo en algunos procariotas)

TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Y PARTÍCULAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

EXOCITOSIS

ENDOCITOSIS

Exocitosis constitutiva y regulada

[Ca+2]

Endocitosis: Tipos y destino de las vesículas de endocitosis

Transcitosis

PINOCITOSIS: Captación indiscriminada de cualquier molécula presente en el fluido extracelular Estructura y función de la CLATRINA

Trisquelion

Subunidades de clatrina

CITOSOL

Ensamblaje de la cubierta

Desensamblaje de la cubierta con gasto de ATP

Formación de la yema

Formación de la vesícula

EXTERIOR

36 trisqueliones: 12 pentágonos 6 hexágonos

Estructura de la clatrina

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR Funciones de las proteínas adaptina y clatrina

EXTERIOR CITOSOL

CITOSOL

Adaptina

EXTERIOR

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR Funciones de las proteínas adaptina, dinamina y clatrina

Desensamblaje de la clatrina con gasto de ATP

CITOSOL

EXTERIOR

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR Funciones de las proteínas adaptina, dinamina y clatrina

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

LDL

pH ~ 6

Fusión con vesículas que contienen hidrolasas lisosomales

endosoma tardío

pH ~ 5

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

Fagocitosis Pseudópodo

Pseudópodo

Principios generales de la comunicación celular Los organismos eucariotas uni- o pluricelulares deben comunicarse para poder coordinar su comportamiento

La comunicación celular se realiza mediante moléculas señalizadoras En la célula diana ocurre el proceso de transducción de la señal: Proceso por el que un tipo de señal se convierte en otro

Transducción de la señal

célula señalizadora

molécula señalizadora

Célula diana

transducción de señales

Modificación del comportamiento celular

TRANSDUCCIÓN DE LA SEÑAL molécula señalizadora

Transducción y amplificación

Distribución

Las proteínas señalizadoras intracelulares se comportan como interruptores moleculares La recepción de la señal las hace pasar de un estado inactivo a un estado activo

Regulación por fosforilación

Regulación mediante unión a GTP

Proteínas Efectoras

Proteínas Efectoras

Las proteínas señalizadoras intracelulares permiten integrar diferentes señales extracelulares

La proteína de señalización intracelular Y sólo está activa cuando está fosforilada a la vez en los dos lugares, es decir cuando la célula es estimulada simultáneamente por las señales A y B. La proteína Y es un detector de coincidencia.

Existen cuatro tipos de señalización intercelular

Las células pueden interpretar de forma distinta una misma señal Una misma molécula señalizadora puede actuar sobre receptores diferentes

Las respuestas a las moléculas señalizadoras pueden ser rápidas o lentas

Efecto no genómico

Efecto genómico

Los receptores pueden estar en la membrana o ser intracelulares La molécula señalizadora es grande y/o hidrófilica

La molécula señalizadora es pequeña (sin carga) o hidrofóbica

cortisol

estradiol

tiroxina

óxido nítrico (NO)

testosterona

Vitamina D

Existen tres clases de receptores de superficie

(GPCR)

Receptores tironisa quinasa (RTK) La señal induce una trans-autofosfoforilación en residuos de tirosina

Receptores acoplados a proteínas G

AMPc Inositol 1,4,5 trifosfato Ca+2...