Estructura y organización celular

1. Estructura y organización celular Estructura y función de las membranas celulares M. en C. Carlos Gerardo Castillo Sosa FMVZ-BUAP Primavera 2012

2. La membrana plasmatica Fue observada hasta los años 50 J.D. Robertson Se observo como una estructura de 3 capas Todas las membranas observadas de cerca, plasmáticas, nucleares o citoplasmáticas, mostraron la misma ultra estructura

4. Funciones de la membrana • División en compartimientos • Permite que haya actividades especializadas sin interferencia externa • Sitios para las actividades bioquímicas • Provisión de una barrera con permeabilidad selectiva • Previenen intercambio irrestricto de moléculas de un lado al otro

5. Funciones de la membrana • Transporte de solutos • Transporte físico de sustancias de un lado de la membrana a otro • Le permite acumular azucares y a.a • Puede transportar iones específicos, con los que establece gradientes iónicos • Respuesta a señales externas • Transducción de señales • Diferentes tipos de células muestras diferentes receptores

6. Funciones de la membrana • Interacción celular • Permite que las células se reconozcan entre si, se envíen señales e intercambien información • Transducción de energía • Proceso mediante el cual un tipo de energía se transforma en otro • Carbohidratos y grasas a ATP

7. La composición química de las membranas • Todas las membranas tienen la misma estructura básica de bicapafosfolipidica • Variación en ciertas actividades distintivas, asociadas a dos tipos de proteínas: • Proteínas integrales • Proteínas periféricas

10. La composición química de las membranas Lípidos: En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidosycolesterol. Todos tienen carácter anfipático ; es decir que tienen un doble comportamiento, partedelamolécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa lipídica

14. La composición química de las membranas • Los fosfolipidos mas frecuentes de las membranas son • la fosfatidiletanolamina, • la fosfatidilcolina, • la fosfatidilserina y • la esfingomielina. • Los fosfolipidos de las membranas son DIACILGLICERIDOS.

15. La estabilidad de las bicapas lipídicas esta dada por: • interacciones hidrofóbicas entre las colas hidrocarbonadas. • fuerzas de Van derWaals entre las colas hidrofóbicas.

16. La composición química de las membranas • Las funciones del colesterol • Inmoviliza los primeros carbonos de las cadenas hidrocarbonadas. Esto hace a la membrana menos deformable y menos fluida, es decir, la estabiliza. Sin colesterol, la membrana necesitaría de una pared celular que le otorgue contención mecánica.

17. Previene el compactamiento de las cadenas hidrocarbonadas a bajas temperaturas, ya que evita que las colas se junten, aumenten las interacciones débiles entre las mismas y se cristalicen

20. La composición química de las membranas Carbohidratos de la membrana La membrana plasmática contiene carbohidratos unidos en forma covalente con los componentes lipídicos y proteínicos Mas del 90% se unen a proteínas por enlaces covalentes para formar glucoproteínas

21. La composición química de las membranas Los carbohidratos restantes forman glucolípidos uniéndose covalentemente a los lípidos Los carbohidratos de las glucoproteínas se encuentran en forma de oligosacáridos

22. N-glucosidico O-glucosidico

23. Estas proyecciones de carbohidratos son importantes en la mediación de las interacciones de una célula con su ambiente También participan en el envío especifico a los diferentes compartimientos celulares

25. La composición química de las membranas • Los carbohidratos de los glucolípidos en la membrana de los eritrocitos determinan el grupo sanguíneo • Tipo A: N-acetilgalactosamina • Tipo B: Galactosa

27. La composición química de las membranas Funciones de los carbohidratos Proteger a la superficie de la célula de agresiones mecánicas o físicas. Como ejemplo podemos citar a las células situadas en la luz del intestino delgado que presentan un glicocalix muy pronunciado. Poseer muchas cargas negativas, que atraen aniones y agua del medido extracelular.

28. La composición química de las membranas Intervenir en el reconocimiento y adhesión celular. Actúan como una “huella dactilar” característica de cada célula, que permite distinguir lo propio de lo ajeno. Actuar como receptores de moléculas que provienen del medio extracelular y que traen determinada información para la célula, por ejemplo, receptores de hormonas y neurotransmisores.

29. La composición química de las membranas • Proteínas • Proteínas integrales • Son proteínas que atraviesan la bicapa lipídica • Se les llama también proteínas transmembranosas, porque tienen dominios que sobresalen en ambos lados de la bicapa

30. La composición química de las membranas • Proteínas • Proteínas periféricas • Se localizan por completo fuera de la bicapa, ya sea del lado citoplasmático o extracelular • Proteínas fijadas con lípidos • Se localizan fuera de la bicapa, unida a lípidos por un enlace no covalente

33. Importancia de la bicapa lipídica: flexibilidad Derotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos. Dedifusiónlateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente.

34. Flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable. Deflexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

35. Rotación Flipflop Flexión Difusión lateral

36. Importancia de la bicapa lipídica: fluidez • El estado físico de una membrana esta dado por su fluidez ( o viscosidad) • ¿De que depende la fluidez?: • Temperatura de fusión, temperatura de transición • Ácidos grasos saturados y cis insaturados • Colesterol: atenúa la fluidez

38. La fluidez establece un equilibrio perfecto entre una estructura rígida y ordenada y un liquido completamente fluido, sin viscosidad

39. Muchos de los procesos mas básicos de la célula, incluidos el movimiento, el crecimiento, la división, la formación de la uniónentrecélulas, la secreción y la endocitosis, dependen del movimiento de los componentes de la membrana

40. Importancia de la bicapa lipidica La bicapa de lípidos nunca queda expuesta a la solución acuosa circundante Por lo tanto, nunca se ve un borde libre, siempre forman estructuras continuas e integras Característica importante es su capacidad de ensamblarse a si misma