27‐04‐2014 DOBLE CAPA LIPÍDICA MEMBRANA CELULAR MODELO DE MOSAICO FLUIDO La membrana celular es una estructura en la que fosfolípidos espontáneamente conforman una bicapa de manera debido su cualidad anfipática. MOVIMIENTO DE LÍPIDOS EN LA CAPA LIPÍDICA Modelo propuesto por Singer y Nicolson en 1972 que plantea a la membrana plasmática como una estructura dinámica que permite la movilidad de sus elementos en su seno. Esto es posible al estar estos ordenados por interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas, y estabilizados por fuerzas no-covalentes como los puentes de hidrógeno. Difusión Lateral Movimiento de traslación dentro de la membrana. Flexión Movimiento a nivel molecular de la cola de los lípidos. Rotación Movimiento de giro sobre sí mismo. Flip-Flop Salto de un lípido de una capa a la otra dentro de la membrana. 1 27‐04‐2014 PROPIEDADES Y FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR El modelo fue propuesto en base a los avances de microscopía electrónica. Delimitación externa: Es una estructura de contención, que delimita el medio interno de una célula gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la zona hidrofóbica de la bicapa lipídica. lipídica Transporte: La membrana es semi-permeable en sí misma, permitiendo un flujo limitado de sustancias . Además tiene funciones de transporte selectivo mediados por proteínas de membrana, por lo que muchas veces es descrita como una barrera selectiva. Señalización y Adhesión: Mediante sus elementos de superficie puede ser reconocida p p por elementos externos como anticuerpos, p , kilomicrones y otras células, los cuales se pueden adherir a ella (ligandos). Comunicación celular: Mediante sus elementos de superficie, reconoce y responde ante estímulos provocados por elementos externos, como hormonas y otras señales químicas y/o eléctricas, mediando procesos de interacción entre lo interno y lo externo. Forma: La forma de la célula finalmente es aquella forma que adopta la membrana, al ser esta su contenedor externo. Esto sucede mediante el anclaje de elementos en la cara interna de la membrana a los elementos del citoesqueleto. INTERACCIÓN CON LOS SISTEMAS INTERNOS MEMBRANOSOS Los sistemas membranosos internos permiten dividir la célula en compartimentos (interior de los distintos orgánulos) y aislar así las reacciones químicas que ocurren de manera característica dentro cada uno. Todo esto ordena y optimiza el funcionamiento de la célula. La membrana plasmática tiene movimientos de endocitosis, que g q que p permiten la entrada de sustancias así consiste en invaginaciones como su transporte encapsulado dentro de la célula posibilitando la acumulación en compartimentos. También tiene movimientos de exocitosis en los que recibe los elementos membranosos que se fusionan como ella, como las vesículas del aparato de golgi. La membrana incopora el sistema membranoso, liberando el contenido al exterior o utilizándolo ella misma. 2 27‐04‐2014 PROTEÍNAS ASPECTO Y COMPOSICIÓN BÁSICO DE UNA MEMBRANA CELULAR Las proteínas pueden y suelen conjugarse con azúcares formando glucoo glicoproteínas. GLICOPROTEINAS En glicoproteínas que sobresalen en la capa externa de la membrana, con frecuencia, el elemento glucosídico es un elemento clave de la señalización celular. Presentan diferentes formas de inserción en la membrana propio de cada proteína, cumpliendo variadas funciones. Algunas proteínas atraviesan por completo la membrana y funcionan como transporte p o como transmisores de señales (proteínas integrales). Otras están semi-embebidas en una de las dos capas de la membrana, sobresaliendo de ella en mayor o menor grado. Finalmente hay proteínas que están adheridas, no embebidas, a la superficie de la cara interna o externa (periféricas). Las proteínas que sobresalen por la cara externa pueden tener funciones de señalización y/o de adhesión para agentes externos, externos como anticuerpos, kilomicrones y otras células. Las proteínas que sobresalen por la cara interna pueden tener funciones de reconocimiento y adhesión de elementos celulares como vesículas o funciones de anclaje al citiesqueleto FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA Proteínas estructurales o de anclaje: hacen de "eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz extracelular. Proteínas receptoras: se encargan de la recepción y transducción de señales químicas. químicas Proteínas de transporte: transportan sustancias a través de la membrana en ambas dirección Proteínas enzimáticas: catalizan reacciones de manera acoplada a la membrana. Algunas glicoproteína altamente glicosiladas reciben el nombre de proteoglicano. Suelen ser ricas en azúcares cuya carga es negativa en el medio extracelular, como el ácido glucorónico y la N-acetilglucosamina. Su función suele estar relacionada con la traducción de señales siendo el proteo-glucano un modulador de señales en la comunicación celular. 3 27‐04‐2014 GLICOLÍDOS Asimismo los lípidos también pueden conjugarse con azúcares formando glucoo glicolípidos Diferentes tipos de lípidos (no solo fosfolípidos) forman glucolípidos en los que el azúcar entrega o acentúa su carácter anfipático. Las moléculas de colesterol aparecen intercaladas entre los fosfolípidos y orientadas según su propio carácter anfipático. Su función es regular la flexibilidad y permeabilidad de la membrana. A mayor y cantidad de colesterol,, menos fluida y p permeable. No está presente en membranas procariotas. Nuevamente estos glicoconjugados tienen un importante papel como marcadores celulares. Destaca su función de adhesión celular para la cohesión de los tejidos. Grupos: Glucoesfingolípidos: ceramida + azúcar Glicoglicerolípido: lípido + azúcar Glicosilfosfatidilnositol: fosfatidilinositol + azúcar MATRIZ EXTRACELULAR COLESTEROL En el reino animal las células se encuentran en una matriz extracelular, propia de cada tejido. Por lo general su composición es una combinación de proteínas y polisacáridos. PARED CELULAR En el reino de los mónera, las plantas, los hongos y algunos protistas pluricelulares, la membrana celular está a su vez recubierta por otra estructura más o menos resistente, que es una pared celular. celular La composición química y estructura interna general de la pared celular es característica de reino, otorgándole un cierto grado de rigidez. A mayor rigidez, más responsable es la pared celular por la forma de la célula. 4