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TEORIAS DE LA MEMBRANA CELULAR BIOLOGIA MOLECULAR Y CELULAR



MIGUEL SANZ

PRESENTADO POR

PROGRAMA EMFERMERIA I FACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD

MONTERIA- 2020

 ANDY

Tutor

OBJETIVOS Objetivo general: Conocer la membrana celular. Objetivos específicos:   

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Identificar cada uno de los modelos de la membrana Conocer quiénes fueron los impulsores de las teorías de modelos de la membrana Conocer origen y autor del mosaico actual de la membrana

INTRODUCCION

La membrana de la célula, también llamada membrana citoplasmática, se encuentra en las células y separa su interior del medio exterior que las rodea, también existe la membrana de cada uno de los organelos de las células y de esto parte la multitud de funciones de las células. La membrana celular o pared celular a lo largo de los años ha tenido varias hipótesis propuestas sobre su estructura. La historia de la membrana celularse dice que overton hizo un gran aporte proponiendo que el limite celular es lipidico, mas tarde Garter y Grendel propusieron que la membrana del eritrocito es una bicapa lipida. Danielli y Davson reforzo esta teoría proponiendo que se debe integrar las proteínas como parte de la estructura de la membrana. Años después Robertson describe la unidad de la membran, también nace el modelo fluido d la membrana gracias a Singer y Nicolson, a partir de este modelo que actualmente consideramos como la estructura de la membrana se seguio investigando y surgieron nuevas propuestas como las de rconocer la heterogeneidad de la membrana y numerosos datos experimentales que concuerdan con una membrana de dominios funsionales.

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MEMBRANA CELULAR Inicialmente se llamó membrana a las paredes celulares más la porción citoplasmática adherida a ellas, que se observaba con dificultad con los microscopios de los siglos XVII y XVIII. La membrana que rodea a la célula es una estructura muy singular ya que no solo presenta la propiedad de ser selectivamente permeable permitiendo que algunas sustancias pasen a través de ellas sino que su permeabilidad puede ser afectada por varios factores. Antes de que se aislara la membrana celular las teorías acerca de su estructura molecular, se basaron en información indirecta. Overton: en 1895 Propuso que el trasiego de moléculas entre la célula y su entorno no dependía de la pared celular. En 1902 postulo que la membrana plasmática estaba formada por una delgada capa de lípidos, para postular esta propuesta se b en 1895 Propuso que el trasiego de moléculas entre la célula y su entorno no dependía de la pared celular baso en su investigación donde observo que las moléculas de naturaleza lipídica entraban más fácilmente en las células que las hidrofilias por lo que intuyó que debía existir una barrera o cubierta lipídica delimitando a la célula. Gorter y Grendel: En algunos documentos dice que su propuesta fue en 1925 y otros que fue en 1926, pese a no tener certeza del año en que se postuló su teoría, se puede decir que en su inquietud de saber cuántos lípidos tenía la ANDY

membrana celular decidieron estudiar la membrana de los eritrocitos la cual encontraron formada por una monocapa en la superficie de soluciones acuosas con un área que era el doble de la superficie estimada de la membrana del propio glóbulo rojo. En este experimento al parecer se cometieron unos errores cuantitativos los cuales sirvieron para conseguir el resultado que deseaban. Encontraron que el contenido de lípidos de eritrocitos hemolizados era suficiente como para formar una capa continua de 30 a 40 A de grosor sobre la superficie de la célula postulando que la membrana celular estaba compuesta por una doble capa de moléculas de lípidos de otra manera dicho, que los glicerofosfolípidos se organizaban formando una bicapa lipídica con las cabezas polares hacia la solución acuosa, intracelular y extracelular, respectivamente, mientras que sus partes hidrófobas quedaban recluidas en su interior, a salvo del ambiente acuoso. El grosor de la membrana es de 4 nm. Este modelo de bicapa lipídica fue la base para futuros ajustes y reformulaciones de organización de la membrana celular.

Hugh Davison y James Danielli: En 1935 se enfocan en las características de la membrana donde hipotéticamente proponen que las membranas poseen una fase continua de hidrocarburos donada por los mismos lípidos que la constituyen. También aportaron datos acerca de las propiedades mecánicas de las membranas, los cuales no podían ser explicados simplemente con la participación de los lípidos. Éstos incluían tensión superficial, permeabilidad de solutos y resistencia eléctrica. Encontraron que algunas moléculas podían cruzar las membranas más fácilmente de lo esperado por sus características químicas, lo cual implicaba que tenían algún tipo de ayuda. Así que se introdujo a las proteínas como parte de las membranas y como responsables de esos nuevos datos experimentales. propusieron un modelo trilaminar de la membrana incorporando a las proteínas a la bicapa lipídica. Colocaron a las proteínas recubriendo la bicapa lipídica, es decir, tapizando ambas superficies, intentando que cumplieran las leyes termodinámicas. El modelo para explicar la estructura de la membrana celular consistía en un estrato biomolecular de fosfolípidos cubiertos en sus 2 superficies con una capa de proteínas. El grosor total de la membrana así concebido oscilaba ente 80 y 90. Aunque es evidente que todas las membranas contienen fosfolípidos y proteínas, no todas ellas tienen los mismos tipos de moléculas de lípidos

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Robertson: (1959) propuso la hipótesis de la membrana unitaria. Según Robertson la membrana unitaria estaba formada por una doble de capa de lípidos polares con su cadena de hidrocarburos orientados hacia adentro y sus cabezas hidrofilias hacia afuera. Cada superficie sostiene Robertson, estaba cubierta por una capa monomolecular de proteína con sus cadenas de polipéptidos arregladas en forma extendida. También enfatiza la presencia de las proteínas en la constitución de las biomembranas lo cual era acertado ya que ellas representan el mayor componente de casi todas las membranas del (50% al 70% del peso). La razón para esto parece basarse en el hecho de que la mayoría de las membranas son fisiológica mente muy activa transportando con barias sustancias extrañas y muchas otras funciones que se deben a la presencia de las proteínas. El análisis químico de las membranas aisladas de cierta variedad de células ha demostrado que también los lípidos constituyen otro componente principal de la estructura de las membranas representando aproximadamente el 50% del peso seco de ellas. La mayoría de los lípidos presentes de la membrana son fosfolípidos los cuales poseen una estructura bimodal. Esto significa que la molécula de un fosfolípido es similar a la de un gancho para tender ropa. El extremo cefálico de la molécula que contiene la porción de fosfato está cargado eléctricamente y es bastante solubles en agua (polar o hidrófobas). En la membrana, los extremos hidrófilos están expuestos al medio acuoso que baña el exterior de la célula y al citoplasma acuoso; los extremos hidrófobos se encuentran en el interior de la membrana escaso en agua. Dado que las proteínas contienen muchas cadenas laterales de aminoácidos Gr eenyBenson:( 1966)t r abaj andoconl i posomasdemi t ocondr i as,descubr i er onquese podí anext r aert r oz os ,subuni dades,demembr anasconl í pi dosypr ot eí nas ,l uego sugi r i er onquel osl í pi dospodí ansersol v ent esdepr ot eí nasgl obul ar es.Enesosmi smos añost ambi énsepr opusoqueal gunaspr ot eí naspodr í ani ncl usocr uzarl amembr ana act uandocomopor os.Es t of uedebi doaqueamedi daquemej or ar onl ast écni casde separ aci óndet i posdemembr anasepudi er onest udi arporsepar adosuscomposi ci ones quí mi casysecompr obóqueer amuyvar i abl e.Porej empl o,habí amembr anasconuna t asadel í pi dosr espect oal aspr ot eí nasquepodí avar i ardesdeel 50% al 80%.Porot r o l ado,muchaspr ot eí nasdemembr anaer anmuyi nsol ubl esporl oquenoseexpl i cabaque f uer ansól oper i f ér i casenmedi oacuoso.Esdeci r ,enl asmembr anashabí amuchas pr ot eí nasyést asnoer apr obabl equef uer ansól oper i f ér i cas,si noquedeber í anf or mar par t edel amembr anaconl aspor ci onesdesuscadenasconami noáci dosl ocal i zadas ent r el ascadenasdeáci dosgr asosyot r aspor ci oneshi dr ofil i assal i endoporambosl ados del amembr ana.Además,desde1945,l ai nt egr aci óndel aspr ot eí nasenl abi capal i pí di ca sebenefici ódel osest udi osdei onesenl osquesepr opusoqueel mant eni mi ent ode di f er ent esconcent r aci onesdeést osaambosl adosdel amembr anaer adebi daauna posi bl ebombaquel ospr opul sabaconconsumodeener gí a

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Singer y Nicolson: ( 1972) r ecogi er onl ai nf or maci ónacumul adaenl adécadaant er i or : movi mi ent ofli pflopl i mi t adodel í pi dosynul opar al aspr ot eí nas,di f usi ónl at er al del as mol écul as,bar r er aper meabl e,pr ot eí nasconest r uct ur asenal f ahél i ce,gl obul ar esy t r ansmembr ana,t r ansi ci onesdef asedel amembr ana,yl anecesi dadqueal gunas enzi mast ení andel osl í pi dospar asuact i vi dad.Cont odoel l opr opusi er onel model o demosai coflui dodemembr ana( Fi gur as2y3)par ai ncor por art odosest osdat os nuevos( v erFi gur a1deNi col s on2014) .Unodesusgr andesvent aj aser aquer ecur r í aa er modi námi ca,f uer z asel ect r oquí mi cas,par aexpl i carl aor gani z aci óndel amembr ana. l at Est osuponí aquenosól oexpl i cabasi noquepr edecí al aspr opi edadesdel amembr ana. Pr opusi er onquel asmembr anasest ánf or madasporpr ot eí nasembebi dasenunabi capa l i pí di ca( deahíl apal abr amosai co) .Laspr ot eí nassei ncor por anal abi capayt i enen domi ni osi nt r ayext r acel ul ar es.Es t oesi mpor t ant epor queest abl eceunaví ade comuni caci ónent r eel i nt er i oryel ext er i orcel ul ar ,bi enmedi ant el acr eaci óndecanal es hi dr of í l i cos ,bi encomoel ement ost r anspor t ador esqueper mi t ensal v arl abar r er ade cadenasdeáci dosgr asos,obi encomor ecept or esquet r ansmi t enl ai nf or maci ón medi ant ecambi osdeconf or maci óndel apr opi aest r uct ur amol ecul arf r ent easeñal es.A est emodel osel ei ncor por ar onpost er i or ment el aspr ot eí nasper i f ér i cas,t ant ol asuni das conval ent ement eal amembr anacomol asasoci adasmedi ant eenl acesel éct r i cos.Si nger yNi col sony asugi r i er onquel ai nt er acci ónent r el í pi dosypr ot eí nasdebí aser f unci onal ment ei mpor t ant epar al amembr ana.

H.M. McConell y D. Chapman: r eal i z ar onexper i ment osder esonanci a magnét i caenl osquesemost r abaquel asmol écul asdel asmembr anas,t ant ol í pi dos comopr ot eí nas,noest abanest át i cassi nopodí anmover sel at er al ment eenl abi capa pordi f usi ón,conl ocual l amembr anaset r ansf or móenunaest r uct ur adi námi cay mal eabl e.I ncl usoenest osexper i ment ossesugi r i óquel amembr anaesasi mét r i ca,es deci rquel amonocapaci t osól i cat ení aunacomposi ci óndi f er ent eal amonocapa ext er na.

Estemodel odemosai coflui dohaexpl i cadol osdat osexper i ment al es consegui dosconot r ast écni casact ual es.Así ,conl al l egadadel osmar caj essel ect i v os demol écul asysuobser v aci ónent i empor ealconmi cr oscopí adefluor escenci ase puedenobser v armol écul asi ndi v i dual esenmembr anasí nt egr asyencondi ci onesmás omenosfis i ol ógi cas.Sepuedecompr obarquel asmol écul asnoest ánfij asenuna posi ci ónsi noquepuedenmov er seporl abi capal i pí di ca.Medi ant eespect r oscopí a

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cuant i t at i v asehaobser v adoquel osmovi mi ent ossonsobr et odol at er al es,esdeci r , despl azami ent oscomosi l amol écul aest uvi er aflot andoenl abi capal i pí di ca,per ol as i nver si onesocambi osdeunamonocapaal aot r adel amembr anasonmuy i nf r ecuent es.

Actual ment e,elmodel osehai domodi fi candoyaj ust andoal osnuev osdat os exper i ment al es,quei ndi canquel acar act er í st i capr eponder ant edel amembr ana er ogenei dad,másqueflui dez( Fi gur a3) .Porej empl o,medi ant eel segui mi ent o eshet del movi mi ent odemol écul asencél ul asi nvi v o,ypost er i or ment ei nvi t r o,seha encont r adoquel osmovi mi ent osdel asmol écul asnosoncompl et ament eal azar ,es deci r ,hayr est r i cci onesalmovi mi ent o.Est asr est r i cci onessonevi dent espar al as pr ot eí nas,per omásr eci ent ement et ambi énsehanencont r ador est r i cci onesal os l í pi dos,af ect andopr i nci pal ment eal osesfingol í pi dosyalcol est er ol .Así ,l amembr ana seaj ust aal model odemosai coflui doenquel asmol écul ast i endenadi f undi r l at er al ment edef or mal i br e,per oesemovi mi ent opuedeest arsomet i doar est r i cci ones. Lasr est r i cci onesal amovi l i daddel asmol écul asdel amembr anaseagr upanent r es nt er acci onesf í si coquí mi casent r el aspr opi as cat egor í as:dependi ent esdel asi mol écul as,del asi nt er acci onesconel ci t oesquel et ooconl amat r i zext r acel ul ary dependi ent esdel aspr opi edadesf í si casdel apr opi amembr ana,f undament al ment e gr osorycur v at ur a.Est asr est r i cci oneshacenquel amembr ananoseahomogénea si noquel asmol écul assedi s t r i buy anyagr upenenár easdel asuper fici ecel ul arpar a ni osdemembr ana.Est osdomi ni ost endr í anunacomposi ci ón f or marl osl l amadosdomi mol ecul arcar act er í st i caquel eper mi t i r í anl l ev aracabodi f er ent esf unci ones .Port ant o el model odemembr anaact ual est ábasadoenel model odemosai coflui do,per o cur i osament e,l aposi bi l i daddedi f usi óndel asmol écul asnopr oduceuna homogenei dadquí mi cadel amembr anasi not odol ocont r ar i o,unahet er ogenei dadde domi ni osdi st r i bui dosport odal aext ensi óndel amembr ana.Cadaunodeest os domi ni os,delor dendenanomet r os,puedevar i arsuposi ci ón,sunúmer o,sut amaño ( pocasdecenasdenanomét r osdeext ensi ón) ,apar ecerydesapar ecereni nt er v al osde t i empocor t os,yt odoel l osegúnl asnecesi dadesf unci onal esdel acél ul a.Laflui dez , par adój i cament e,f avor ecel af or maci ónyl adi námi cadeest osdomi ni os.

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ANALISIS De la membrana celular se puede decir que es la que recubre las células ayudando a protegerlas y a permitir la adecion de unas con otras. Inicialmente no se conocía de estas mportantes funsiones de la membrana hasta que se dieron a conocer las primeras hipótesis de la extructura de la membrana plasmática. Overton quien dijo que la membrana por naturaleza esta compuesta por lípidos, que es como una capa formada por grasas dado que obserbo que las moléculas lipídicas entraban con mayor facilidad que las moléculas que no son lipídicas, entoces desde esa postulación ya se venia hablando del funsion de la membrana para seleccionar las moléculas dependiendo su extructura. Luego se postulo la teoria de de que la capa de lípidos estaba ligada a cabezas polares en sus superficies de la membrana y se descubrió también que ya no era una sola capa sino que era una bicapa lipídica que no estaba rigida sino que estaba en constante movimiento este experimento fue hecho con eritrocitos el cual sirvió parar medir el grosor de la membrana hasta aquí ya se havia logrado un gran avance y se reconoció ha Gorter y Grendel como los que hicieron el esperimento y formularon esta hipótesis pero todo no quedo hasta allí se siguió investigando y se descubrió que también la capa bilipidica estaba asociada y conformada por proteínas que cumplian una funsion importante a la hora de seleccionar las moléculas que salen y entran de la celula. Basado en que algunas moléculas entraban a la células con mayor facilidad gracias a su extructura química y por eso lo asociaron con las proteínas los postuladores fueron Hugh Davison y James Danielli y Robetson la consiguió verdadera argumentando que el 50 a 70% del peso de la membrana era por las proteínas allí estacionadas y también postulo que las membranas eran de color oscuro-claro-oscuro

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BIBLIOGRAFIA https://revistas.udea.edu.co/index.php/actbio/article/view/330429/20786733

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