Membranas biológicas

MEMBRANAS BIOLÓGICAS



Las membranas biológicas
• Delimita la célula, define sus límites.
• Permite que exista la célula, mantiene las diferencias esenciales
entre el citosol y el ambiente extracelular.
• Regula en tránsito de sustancias hacia afuera y hacia adentro.
• Dentro de células eucariotas mantienen las diferencias entre el
contenido de los organelos y el citosol.

Otrasfunciones de las membranas
celulares:
• Ciertas proteínas de membrana causan
gradientes iónicos, estos se utilizan en:
– Síntesis de ATP
– Dirigen el paso de ciertos solutos

• Tienen receptores de señales externas

Estructura de las membranas
• Todas las membranas biológicas tienen una misma
estructura general: una bicapa de fosfolípidos unidas
de forma no covalente y moléculas deproteínas.
• Es un fluido, relativamente impermeable a la mayoría
de los compuestos hidrofílicos. 10.1membrane_fluidity.mov

Estructura de los lípidos polares
• Los principales de lípidos en la membrana son los fosfolipidos.
• Tienen una cabeza polar y dos colas hidrcarbonadas.
• Los lípidos insaturados aumentan la movilidad en el plano lateral
de la membrana. 10.2-lipids.movFosfatidilcolina

Los fosfolipidos forman bicapas
espontáneamente

Modelo del Mosaico Fluido
• Basado en estudios de composición físico-química y de microscopía.
• Fluido: Las interacciones lípido-lípido y lípido-proteína son no
covalentes, dejando a las moléculas individuales moverse
libremente de forma lateral en el plano de la membrana.

Propiedades de las membranas biológicas
◦ Sonimpermeables a la mayoría de los solutos polares o cargados.
◦ Son permeables a los compuestos no polares.
◦ Tienen de 5 a 8nm de espesor.
◦ Son flexibles → permiten el crecimiento y la movilidad.
◦ Son capaces de auto-sellarse → permiten procesos importantes
como la división celular.
◦ Parecen trilaminares al ser observadas en el microscopio electrónico.

Bloom and Fawcett, A Textbook ofHistology, Chapman and Hall, N.Y., 12th edition,
1994, Figure 1-2

Algunas funciones de las proteínas de
membrana
• Regulan el transporte específico de moléculas.
• Catalizan procesos específicos como síntesis de
ATP.
• Receptores de señales externas.
• Adhesión celular.

• Se estima que aprox. el 30% de las proteínas
codificadas en un genoma animal son proteínas
de membrana.

• Lasproteínas de membrana se dividen en:
– Integrales o transmembranales
– Periféricas

Proteínas membranales
• Las proteínas integrales generalmente tienen
dominios ricos en amino ácidos hidrofóbicos.
• En algunas hay una secuencia hidrofóbica
única en medio de la proteína o en alguno de
los extremos.
• Otras tienen múltiples secuencias
hidrofóbicas en conformación α-helicoidal,
cada unasuficientemente larga para
atravesar la bicapa.
• La orientación de las proteínas en la bicapa
es asimétrica:
– las regiones proteicas expuestas a un lado
de la membrana son diferentes de las del
otro lado, reflejando asimetría funcional.

• Una de las proteínas de membrana mejor estudiadas es la
bacteriorhodopsina:
– contiene siete secuencias hidrofóbicas internas de aprox.
20 aminoácidosde longitud
– cruza la bicapa lipídica siete veces
– es una bomba de protones de la arquea Halobacterium
halobium. 10.5-bacteriorhodopsin.mov

El Colesterol: otro componente esencial de ciertas
membranas

• Las membranas plasmáticas animales tienen aproximadamente
una molécula de colesterol por cada molécula de fosfolípido.
• Otras membranas (como las de las bacterias) no contienencolesterol.

• La molécula de colesterol se inserta en la membrana con la
misma orientación que los fosfolípidos con la cabeza polar
alineada con la de los fosfolípidos.
• Funciones:
– hace a la bicapa menos deformable.
– disminuye la permeabilidad evitando el paso de moléculas pequeñas
solubles en agua.

• En ausencia de colesterol, la célula requiere de la presencia de
una pared...