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ESTRUCTURA DE LAS MEMBRANAS

CELULARES

Permeabilidad de las membranas celulares

MEMBRANA PLASMÁTICA

• Es un capa delgada de 6 a 10 nm de espesor compuesta por lípidos, proteínas e hidratos de carbono.
• Sus estructura básica es similar a la de las restantes membranas de la célula, las cuales envuelven organelas del sistema de endomembranas (incluida la envoltura nuclear), a las mitocondrias y a los peroxisomas.

ESTRUCTURA BÁSICA: BICAPA LIPÍDICA

• Los lípidos fundamentales de las membranas biológicas son los fosfolípidos de distinta clase y colesterol.
• Como es de esperar los ácidos grasos hidrofóbicos se unen en el interior de la bicapa y las cabezas polares hidrofílicas de cada monocapa se orientan hacia las soluciones acuosas.

ESTRUCTURA BÁSICA: BICAPA LIPÍDICA

ESTRUCTURA BÁSICA: BICAPA LIPÍDICA

FOSFOLÍPIDOS

• El fosfolípido que predomina en las membranas celulares es la fosfatidilcolina.
• Le siguen, en este orden, fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina, la esfingomielina y el fosfatidilinositol.
• La membrana interna de la mitocondria contiene un fosfolípido doble llamado difosfatidilglicerol o cardiolipina.
• El colesterol es un componente cuantitativamente importante de las membranas celulares, especialmente en la membrana plasmática.
• En la membrana del retículo endoplasmático existe un lípido especial llamado dolicol, necesario para la incorporación de oligosacáridos a las moléculas proteicas durante la formación de algunas glicoproteínas.
• La fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina y el fosfatidilinositol predominan en la capa que está contacto con el citosol, mientras la fosfatidilcolina y la esfingomielina predominan en la capa exoplasmática.

FOSFOLÍPIDOS

MODELO DEL MOSAICO FLUIDO

• Los primeros modelos, dentro de los cuales podemos mencionar el de Danielli y Davidson, propusieron que las bandas oscuras correspondían a proteínas de membrana, dispuestas a ambos lados de una bicapa de lípidos ubicados en la banda clara.
• Numerosos experimentos condujeron a alcanzar el consenso sobre un nuevo modelo denominado modelo del mosaico fluido , postulado por S. J. Singer y G. Nicolson en 1972, que representa la estructura actualmente aceptada de las membranas biológicas.
• De acuerdo a este modelo, la bicapa de lípidos es el núcleo base de la membrana y las proteínas se disponen como un mosaico de partículas que pueden penetrar hacia el interior e incluso atravesar por completo la bicapa lipídica, y pueden presentar diversos glúcidos asociados.
• Además se destaca que las membranas son fluidas , dinámicas, y sus componentes son móviles, característica muy importante que permite la existencia de interacciones transitorias y la disposición asimétrica de sus componentes.

MODELO DEL MOSAICO FLUIDO

PROTEÍNAS DE LAS MEMBRANAS PLASMÁTIC AS

• Las membranas celulares contienen importantes cantidades de proteínas.
• Las proteínas integrales se hallan empotradas en las membranas entre los lípidos de la bicapa:
  • Algunas se extienden desde la zona hidrofóbica de la bicapa hasta una de las caras de la membrana
  • Otras atraviesan la bicapa totalmente, de ahí que se las llame transmembranosas.
  • Muchas proteínas transmembranosas atraviesan la membrana más de una vez (multipaso).
• Las proteínas periféricas se hallan en ambas caras de la membrana, ya sean ligadas a las cabezas de los fosfolípidos o a proteínas integrales por uniones no covalentes.

¿QUÉ SON LOS RAFTS DE MEMBRANA?

• Características clave:
  • Tienen más grosor que otras zonas de membrana por las cadenas de lípidos saturados.
  • Son plataformas funcionales : ayudan a reunir moléculas que deben interactuar.
  • Se forman y disuelven dinámicamente según la necesidad celular.
• Funciones principales:
  • Organización de señales : agrupan receptores y enzimas para facilitar la señalización celular.
  • Endocitosis selectiva : participan en procesos como la endocitosis mediada por caveolina (caveolas).
  • Entrada de virus y toxinas : algunos virus (como el VIH) y toxinas bacterianas usan los rafts para ingresar a la célula.
  • Tráfico intracelular : ayudan a dirigir ciertas proteínas a compartimentos específicos.

HIDRATOS DE C ARBONO DE LAS MEMBRANAS

• Las membranas contienen de 2 a 10 % de HdeC.
• Sólo se encuentran en la cara exoplasmática de la membrana. Bajo la forma de glicolípidos y glicoproteínas.
• Los glicolípidos se clasifican en cerebrósidos y gangliósidos
• Las glicoproteínas contienen oligosacáridos o polisacáridos.
• Los polisacáridos ligados a proteínas son glicosaminoglicanos, y forman glicoproteínas llamadas proteoglicanos.

FUNCIONES DE LOS H. DE C.

• Los H. de C. de los glicolípidos y de las glicoproteínas que se localizan en la cara externa de la membrana forman una cubierta llamada glicocáliz:
  • Protegen a la célula de daño mecánico.
  • Dotan de carga negativa a la membrana lo que atrae cationes del medio extracelular.
  • Participan en el reconocimiento y la adhesión celular.
  • En céluas nerviosas funcionan de aislante eléctrico.
  • Forman parte del sistema de grupo sanguíneos ABO (glóbulos rojos).
  • Etc.

MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS

• Los movimientos a través de la membrana pueden ocurrir sin gasto energético celular para el transporte (transporte pasivo) o con gasto energético celular (transporte activo).
• Cuando las sustancias se mueven desde donde se encuentran más concentradas hacia donde están menos concentradas, el transporte no requiere energía; se realiza a favor de un gradiente de concentración. Cuando se mueven desde donde se encuentran menos concentradas hacia donde están más concentradas, el transporte no es espontáneo; se realiza con gasto de energía y se realiza en contra de un gradiente de concentración.