Membrana

Plasmática

d

Funciones

Compartimentalización

Selectividad

Transporte

Recepción de señales

Reconocimiento celular

Interacción celular

Transducción de energía

Estructura

Membrana Plasmática

Naegeli (1855)

Overton (1902)

Gorter y Grendell (1925)

Danielli y Davson (1935)

bicapa lipídica + proteínas en capas continuas

J. D. Robertson

J. Singer y G. Nicolson (1972)

estructura

Diagrama original presentado por Singer & Nicolson (1972)

Modelo de “Mosaico Fluido”

estructura

La membrana está formada por una bicapa de lípidos que

constituye la unidad estructural de la membrana (mosaico).

Los lípidos no son estáticos sino que pueden moverse en forma

lateral debido a que presentan un estado semilíquido (fluido).

Las proteínas se encuentran atravesando totalmente la membrana

o bien en la periferia de la membrana.

Las membranas son estructuras dinámicas cuyos componentes

son móviles y capaces de participar en diferentes tipos de

interacciones.

Modelo de “Mosaico Fluido”

estructura

Fotografías de membranas obtenidas con MET mediante

congelación y fractura

Composición

Química

Compuestos Químicos

Lípidos

Proteínas

Hidratos de Carbono

40%

52%

8%

Relación entre lípidos y proteínas en algunas membranas celulares

Tejido o Célula Proteínas (%) Lípidos (%)

SNC humano

20

79

Músculo estriado 65 15

Hígado 60 40

Eritrocitos 60 40

Mitocondrias 70 29

Lípidos

Región

Hidrofílica

Región

Hidrofóbica

Los Lípidos son Anfipáticos

Fosfolípidos

Fosfolípidos

Fosfolípidos

Esfingolípidos

Colesterol

Bicapas Lipídicas

• debido a la cohesión y formación espontánea de

bicapas, nunca se observan bordes libres, sino que

son estructuras enteras y continuas.

• gracias a la flexibilidad de la bicapa, las membranas

son deformables, lo cual es necesario para procesos

como la división celular o el movimiento de las células.

• la presencia de bicapas lipídicas también facilita la

fusión y fisión de las membranas, necesario para la

endocitosis y exocitosis.

Hidratos

de

Carbono

glucolípidos

glucoproteínas

glucosaminoglucanos

Hidratos de Carbono

(2%-10%)

Eritrocitos 8%

93% Glucoproteínas

7% Glucolípidos

Los hidratos de carbono se ubican en la cara externa de la membrana

composición química

• En las glucoproteínas el carbohidrato se presenta como un oligosacárido ramificado que

generalmente posee menos de 15 moléculas de azúcar.

Glucoproteína Glucolipido

Oligosacárido

composición química

• El azúcar terminal de las cadenas casi siempre es el ácido siálico, lo cual le confiere

carga negativa a las cadenas de carbohidratos.

• Los hidratos de carbono de las glucoproteínas participan en la interacción de las células

entre sí y con el medio extracelular.

Los glucolípidos no tienen una función conocida, pero poseen ciertas propiedades

composición química

Los glucosaminoglucanos generalmente combinados con proteínas formando

proteoglucanos, participan en la unión con la matriz extracelular

composición química

Proteínas

• Son el componente funcional más importante, otorgan estructura y permeabilidad

transportadores

enzimas

receptores

moléculas de adhesión

reconocimiento celular

unión a la matriz

• Una membrana puede tener de 10 hasta más de 50 tipos proteínas diferentes.

• No se disponen al azar en la membrana, se ubican en posición particular.

• Se disponen en forma asimétrica, la cara externa y la interna son diferentes

• La asimetría se debe a las funciones específicas que cumple cada tipo de proteína.

Integrales

Unidas a Lípidos

Periféricas

Proteínas Integrales

dsf

• son las que atraviesan totalmente

la bicapa de lípidos y tienen

dominios a ambos lados de la

membrana

• al igual que los lípidos, también

son anfipáticas y presentan

porciones hidrófobas e hidrófilas.

• tienen cadenas laterales

hidrófobas que se unen a los

ácidos grasos de los fosfolípidos

y quedan ancladas en el espesor

de la membrana.

• son proteínas insertadas en

la bicapa de lípidos que

están expuestas a una sola

superficie de la membrana

(citocromo b5).

h

Proteínas Integrales

Monotópicas

Bitópicas

dsf

• atraviesan una sola vez la

bicapa de lípidos y están

expuestas a ambos lados de

la MP.

• estas incluyen a receptores

que se unen a hormonas,

factores de crecimiento y

segundos mensajeros.

Proteínas Integrales

Politópicas

dsf

• son las que poseen mas

de un segmento dentro

de la membrana y

también están expuestas

a ambos lados.

• incluye a las proteínas

que transportan iones y

macromoléculas hacia

ambos lados de la

membrana.

Proteínas Integrales

Proteínas Periféricas

dsf

• se ubican fuera de la bicapa

• se unen mediante enlaces no

covalentes a grupos hidrófilos de

lípidos o proteínas

• pueden estar tanto en la cara

interna como en la cara externa

• funcionan como elemntos

estructurales, enzimas o factores

transmisores de señales.

• en la cara interna de la

membrana suelen formar redes

que sirven de esqueleto a la

membrana

Proteínas Unidas a Lípidosdsf

dsf

• se ubican por fuera de la

bicapa, pero se unen por

enlaces covalentes a un lípido

de la bicapa.

• en la cara extracelular de la

MP se unen mediante un

oligosacárido.

• en la cara interna se unen

directamente a un lípido

integrado a la bicapa.

Fluidez

de la

Membrana

1 µm/seg

Las proteínas difunden en el plano de la bicapa

Síntesis de Lípidos

Fluidez de la Membrana

Movimiento de las células

División celular

Formación de uniones celulares

Secreción celular

Transporte de Sustancias

Autosellado

Membrana

de los

Eritrocitos

• se puede disponer de una gran cantidad de

células a partir de una pequeña muestra de

sangre

• se encuentran separados entre sí, por lo que no

es necesario disgregar el tejido para obtener

células aisladas

• son muy simples, sin núcleo y con pocos

organelos, lo que permite obtener muestras más

puras de membrana

• permiten obtener membranas completas, sin

romperlas

Ventajas

Proteínas Integrales

• Banda 3: glucoproteína (homodímero), con carbohidrato pequeño (6-8%), tiene la

función de transportar aniones durante el proceso de respiración. El movimiento

ocurre a través de un canal formado por las dos subunidades de la proteína.

• Glucoforina A: glucoproteína con 16 cadenas de oligosacáridos (50-60%). Tiene la

función de evitar que los eritrocitos se agrupen o aglutinen, debido a que el azúcar

terminal de todos los oligosacáridos es el ácido siálico.

Proteínas Periféricas

• Espectrina: proteína fibrosa de 100 nm de longitud, formada por dos subunidades (

y ß) que se enrollan una sobre otra formando una hélice. La espectrina se une a la

membrana por enlaces no covalentes a otra proteína periférica llamada anquirina.

• Anquirina: por un lado se une a la espectrina y por el otro al dominio citoplasmático

de la banda 3. Los extremos de la espectrina se unen mediante actina y tropomiosina.