La Membrana Celular: organización, composición y propiedades

Diapositivas de CEU Universidad Cardenal Herrera sobre La Membrana Celular. El Pdf detalla la organización, composición y propiedades de la membrana plasmática, incluyendo lípidos, proteínas y carbohidratos. Este material de Biología para Universidad explora los movimientos de proteínas y sus funciones, ofreciendo una visión completa del tema.

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46 Pages

TEMA 2
LA MEMBRANA CELULAR
1. INTRODUCCIÓN
2. TEORÍA SOBRE LA ORGANIZACIÓN DE LA
MEMBRANA PLASMÁTICA
3. COMPOSICIÓN Y PROPIEDADADES DE LA
MEMBRANA PLASMÁTICA
3.1 LÍPIDOS
3.2 PROTEÍNAS
3.3 CARBOHIDRATOS
ÍNDICE

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TEMA 2

La Membrana Celular

CEU Universidad Cardenal HerreraÍNDICE

  1. INTRODUCCIÓN
  2. TEORÍA SOBRE LA ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
  3. COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Lípidos de la Membrana Plasmática

Proteínas de la Membrana Plasmática

Carbohidratos de la Membrana Plasmática

CEU Universidad Cardenal Herrera

Introducción a la Membrana Celular

En todas las células existe una fina envoltura laminar que recubre su contenido y define sus límites. La envoltura encargada de esta tarea es una membrana biológica denominada membrana celular, plasmática o citoplasmática.

Nuclear envelope Nuclear lamina- Rough endoplasmic reticulum Nuclear pore Free ribosomes Centrioles Chromatin Microtubule Nucleolus Animal Centrosome Nucleus Plant Cortex Lysosome Mold Microtubule Mitochondrion Actin filaments Golgi apparatus Bacteria Plasma membrane -Early endosome Yeast Archaea A B Composición celular básica (tomado de Cell Biology, 2017, 3rd edition) CEU Universidad Cardenal Herrera Microvillus Coated pit Peroxisome Protist

Importancia de las Membranas Celulares

Las membranas celulares son cruciales para la viabilidad celular. · Membrana celular, plasmática o citoplasmática: - Contiene la célula - Mantiene la diferencia de composición entre el citoplasma y el ambiente extracelular.

Cell membrane Intercellular space Cell membrane

· Membranas intracelulares: sistema de membranas intracelulares o endomembranas, dividen el citosol en compartimentos y envuelven determinados orgánulos. Las membranas no hacen de la célula un sistema cerrado. Se comportan como barreras semipermeables: permiten un intercambio selectivo de sustancias con su entorno. Además, existen mecanismos específicos para transferir moléculas a través las membranas.

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Funciones de la Membrana Plasmática

¿Qué es la membrana plasmática? Es una bicapa lipídica que delimita toda la célula y la aísla del medio ambiente. ¿Por qué hablar de membrana plasmática en esta asignatura? Porque muchas propiedades y respuestas fisiológicas complejas dependen del transporte celular y transferencias entre compartimentos subcelulares. FUNCIONES Protección de la célula (=barrera) v Intercambio de información Regulación del transporte V Fenómenos de reconocimiento V Movimiento celular v Composición favorable a reacciones que no se podrían hacer en medio acuoso

Carbohydrate chains Phospholipid bilayer 00 Glycoproteins Lipid-anchored membrane protein S Hydrophobic region Hydrophilic region Plasma membrane Integral membrane protein Peripheral membrane protein CEU Universidad Cardenal Herrera Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Teorías sobre la Organización de la Membrana Plasmática

Liposoluble Hidrosoluble 1880 A. Naturaleza lipidica de la membrana Overton B. Monocapa lipídica -1900 Langmuir C. Bicapa lipídica 1920 Gorter y Grendel D. Bicapa lipidica con láminas proteicas Davson y Danielli 1940 1950 - ME E. Unidad de membrana Robertson -1960 F. Modelo de mosaico fluido Singer y Nicolson Unwin y Henderson -1980 G. Estructura de las proteinas de membrana 2000 CEU Universidad Cardenal Herrera

Desarrollo Histórico de las Teorías de la Membrana Plasmática

15 umLiposoluble Hidrosoluble A. Naturaleza lipidica de la membrana Overton B. Monocapa lipidica Langmuir - C. Bicapa lipídica Gorter y Grendel D. Bicapa lipidica con láminas proteicas Davson y Danielli E. Unidad de membrana Robertson F. Modelo de mosaico fluido Singer y Nicolson Unwin y Henderson G. Estructura de las proteínas de membrana CEU Universidad Cardenal Herrera

Contribuciones de Overton, Langmuir, Gorter y Grendel

Overton. Sustancias liposolubles penetraban en la célula con facilidad, las hidrosolubles no. Existencia de una cubierta celular que debía poseer naturaleza lipídica. Langmuir. Estudió los lípidos de membrana como moléculas anfipáticas y propuso una organización en monocapa. Gorter y Grendel. Extrajeron lípidos de las membranas plasmáticas de un número de eritrocitos, los extendieron en monocapa, cuya área resultó ser el doble de lo que debían ocupar las membranas de los glóbulos rojos. Conclusión - membrana celular debía ser una bicapa o doble capa lipídica, compuesta por el solapamiento de dos monocapas como las descritas por Langmuir.

Limitaciones del Modelo de Gorter y Grendel

2. Teorías sobre la organización de la MP Liposoluble Hidrosoluble A. Naturaleza lipidica de la membrana Overton B. Monocapa lipídica Langmuir - C. Bicapa lipídica Gorter y Grendel D. Bicapa lipidica con láminas proteicas Davson y Danielli E. Unidad de membrana Robertson F. Modelo de mosaico fluido Singer y - Nicolson Unwin y Henderson G. Estructura de las proteinas de membrana Limitaciones del modelo de Gorter y Grendel > quedan dudas por resolver ...

  1. Tensión superficial menor que la esperada
  2. Mayor permeabilidad a las moléculas hidrosolubles Davson y Danielli - modelo de sándwich - membrana plasmática formada por - doble capa lipídica cubierta por finas láminas de proteína en configuración B. Posteriormente se incluyeron poros o canales de membrana para explicar el paso de sustancias.

CEU Universidad Cardenal Herrera

Modelo de Robertson y Microscopía Electrónica

2. Teorías sobre la organización de la MP Modelo de Robertson El gran poder de resolución del Microscopio Electrónico permite visualizar las membranas celulares.

Célula animal Célula vegetal Chloroplast Secretory granules Plasma membrane Plasma membranes Vacuole Nuclear envelope Nuclear envelope Nucleus Nucleus Rough ER Mitochondrion Mitochondria (a) Rat pancreas cells 5 um (b) Plant leaf cell 5 um Todas las membranas celulares comparten una estructura común 25 nm Cell membrane Intercellular space Cell membrane CEU Universidad Cardenal Herrera Modelo de Robertson - unidad de membrana - estructura trilaminar

Nacimiento del Modelo de Mosaico Fluido

2. Teorías sobre la organización de la MP Liposoluble Hidrosoluble A. Naturaleza lipidica de la membrana Overton B. Monocapa lipídica Langmuir - C. Bicapa lipídica Gorter y Grendel D. Bicapa lipidica con láminas proteicas Davson y Danielli E. Unidad de membrana Robertson Nacimiento del modelo de Singer y Nicolson = modelo de Mosaico Fluido F. Modelo de mosaico fluido Singer y Nicolson Unwin y Henderson Davson y Danielli - modelo de sándwich - membrana plasmática formada por - doble capa lipídica cubierta por finas láminas de proteína en configuración B. Posteriormente se incluyeron poros o canales de membrana para explicar el paso de sustancias. Limitaciones del modelo de Davson y Danielli > quedan dudas por resolver ...

  1. Presencia de proteínas con dominios hélice alfa
  2. Diferentes ratios proteínas/lípidos en las membranas G. Estructura de las proteinas de membrana

CEU Universidad Cardenal Herrera

Descripción del Modelo de Mosaico Fluido

2. Teorías sobre la organización de la MP Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972): La membrana es una bicapa lipídica fluida (lípidos pueden desplazarse libremente) sobre la que quedaban incluidas y cohesionadas de forma variable miles de proteínas a modo de mosaico. Las proteínas pueden adoptar configuraciones de longitud suficiente como para atravesar toda la bicapa lipídica (transmembrana). Otras proteínas se presentan como unidades globulares unidas a la bicapa, o a otras proteínas de la membrana. La fracción glucídica de la membrana (pequeñas cadenas de oligosacáridos unidos a lípidos y proteínas) se encuentra dirigida hacia el exterior celular, mientras que, por la cara citosólica, las proteínas del citoesqueleto se anclan a la membrana de la célula. Armazón básico de las membranas biológicas - bicapa lipídica Funciones (dependientes de cada orgánulo y tipo celular) - proteínas - actúan como enzimas, transportadores de sustancias, moléculas de adhesión o receptores de señales extracelulares. CEU Universidad Cardenal Herrera Hidratos de carbono Glucoproteína Cara E Proteína transmembrana Cara P Colesterol Fosfolipido

Análisis Estructural de las Proteínas de Membrana

2. Teorías sobre la organización de la MP Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972): Cell 2 25 nm Cell membrane Intercellular space Cell membrane Análisis estructural de las proteínas (Unwin y Henderson, 1975)

Carbohydrate chains 3000 800 Glycoproteins Lipid-anchored membrane protein S Hydrophobic region Plasma membrane Hydrophilic region Integral membrane protein Peripheral membrane protein Copyright 2009 Pearson Education, Inc. CEU Universidad Cardenal Herrera Las proteínas de membrana están ancladas a la parte interior hidrofóbica de la membrana por unos segmentos transmembrana hidrofóbicos. Sin embargo, los segmentos hidrofílicos de las proteínas se extienden dentro y fuera de la célula. El modelo del mosaico fluido se reforzó con la reinterpretación de las imágenes del microscopio electrónico. Cell 1 Phospholipid bilayer

Modelo de Mosaico Fluido Revisado

2. Teorías sobre la organización de la MP Modelo revisado: Modelo Singer y Nicolson b Modelo revisado El modelo de mosaico fluido de Singer y Nicolson está en continua revisión !!! El modelo revisado es un modelo aún "más mosaico" con más proteínas. fosfolípidos acuaporina Inside cell Outside cell CEU Universidad Cardenal Herrera

Composición y Propiedades de la Membrana Plasmática

Exterior Carbohidrato Proteínas 0000 Glicolípido Interior Ácido graso o grupo prenilo a-hélice atravesando la membrana Bicapa lipídica COOPER, HAUSMAN. La Célula 6/e (Marban) Proteína integral de membrana CEU Universidad Cardenal Herren Proteína periférica de membrana

Lípidos de la Membrana Plasmática: Estructura y Fluidez

3. COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DE LA MP 3.1 Lípidos (~50%): - Determinan su estructura básica. Bicapa lipídica. - Naturaleza anfipática o anfifílica (parte hidrofílica e hidrófoba). Ejerce de barrera impermeable para las moléculas solubles acuosas. - Fluidez de las membranas - Asimetría.

Proteínas de la Membrana Plasmática: Funcionalidad

3.2 Proteínas (~50%): - Funcionalidad específica. - Variabilidad en cantidad y composición. - Fluidez de las membranas

Carbohidratos y Glucocáliz: Asociaciones y Asimetría

3.3 Carbohidratos - GLUCOCÁLIZ - Forman asociaciones con lípidos y proteínas (glucoconjugados). - Asimetría. - Funcionalidad específica. CEU Universidad Cardenal Herrera

Tipos de Lípidos en la Membrana Plasmática

3. COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DE LA MP 3.1. Lípidos Fosfolípidos Fosfoglicéridos Componente principal de las membranas Ejemplo: fosfatidilcolina Esfingolípidos Colesterol Intercalado entre los fosfoglicéridos A HO B .CH3 CH3 CH-CH3 Alcohol Cabeza hidrofílica Sphingomyelin Alcohol (choline or ethanolamine) Phosphate O -O-P=O H HỌ 工 H H Glycerol C2 H-C1-C2-C3 H2 CH HHN O CH2 C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Fatty acid Fatty acids CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 Sphingomyelin Glucolípidos CH2 1 CH2 CH2 CH2 hidrofóbicas CH2 CH2 CH2 Colas Phosphatidylcholine Sphingosine C-C-C-CH2 11. Choline CH2 C CH2 CH2 H3C-C-H CH3 Phosphate O O=P-O- C3 C1 CH2 1 CH2 CH2 1 CH2 CH2 Ejemplo: esfingomielina CEU Universidad Cardenal Herrera

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