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Apuntes: Fisiología celular y molecular (2111)
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Apuntes de todas las clases de "Fisiología Celular y Molecular", dictadas en la Universidad de los Andes el año 2020, por el Dr. Valenzuela
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Simone Christiansen 2020Fisiología Celular y Molecular
Clase 1: Estructura de la membrana celular
Distintos tipos de Membrana Celulares
● Plasmática
● Nuclear
● Mitocondrial
● Lisosomal
● Peroxisomal
● Retículos Endoplasmático
● Golgi
Estructura de la Membrana Plasmática Celular: Tres formas de verla o representarla
Componentes estructurales de las Membranas
● Lípidos
○ Fosfolípidos
■ Forman la estructura matricial
○ Esfingolípidos
■ Función similar a fosfolípidos
○ Esteroles
■ Colesterol
● Células animales
■ Fitoesteroles
● Células vegetales
,Simone Christiansen 2020
● Proteínas (30% de las proteínas codificadas por el genoma, son proteínas de
membrana)
○ Enzimas
○ Receptores
○ Canales iónicos
○ Transportadores
○ Bombas moleculares
● Carbohidratos
○ En la forma de polisacáridos unidos a lípidos o proteínas son importantes en
el reconocimiento celular y en la respuesta inmune
Lípidos:
Fosfolípidos: Estructura compuesta de dos colas de Ácidos Grasos
(apolares), un Glicerol más un Fosfato y un Grupo Sustituyente (que
es polar y le da la característica a cada tipo de fosfolípido), lo que le
da un carácter anfipático, lo cual es esencial en la formación de
membranas
○ Fosfatidiletanolamina:
■ Nombre obtenido por grupos fosfato sustituido
por Etanolamina.
■ Carga neta 0
○ Fosfatidilserina:
■ Sustituido por el Aminoácido
■ Carga neta (-)
● Importante para algunas funciones
○ Fosfatidilcolina:
■ Neutra, Carga Neta 0
○ Esfingomielina:
■ No es un fosfolípido propiamente tal, pero se comporta como uno por
su estructura similar
■ Aminoácido que une dos Ácidos Grasos, no tiene Glicerol
■ Carga neutra 0
● Las cargas netas que presentan cada uno de los fosfolípidos son en relación a un
medio fisiológico, y esto sumado a su anfipaticidad, permite que puedan formar,
Micelas, Bicapas y Liposomas, entre otros
,Simone Christiansen 2020
● La flexibilidad de la membrana fosfolipídica va a depender principalmente de las
características estructurales de los Ácidos Grasos de los Fosfolípidos:
○ Saturados:
■ Estructura larga y van a estar muy juntos
● Flexibilidad es menor
○ Insaturados:
■ Más separados (ya que cada doble enlace les produce un quiebre)
■ Menos fosfolípidos por unidad de volumen
● Flexibilidad es mayor
● Lo mismo pasa con los Fosfolípidos Cis y Trans
○ Si se sustituye con isómeros Trans, la estructura del Fosfolípido va a ser
igual a Fosfolípidos saturados
■ Tienen muchas propiedades aterogénicas
● Los Fosfolípidos tienen varios tipos de movilidad:
○ Difusión lateral
■ Se mueven por la superficie de la bicapa
○ Rotación
○ Flexión
○ Transposición (Flip - Flop)
■ Poco frecuente, el Fosfolípido pasa de la cara interna a la externa o
viceversa
Colesterol
● Anfipático, en menor grado que los Fosfolípidos
○ Grupo OH polar que es capaz de disociarse,
pero el resto de su estructura es apolar
● Capaz de intercalarse en la Membrana Fosfolipídica y
por lo tanto, tiene una importante función estructural
aportando resistencia mecánica
● Permiten dar una mayor flexibilidad a la Membrana
○ Caso de los eritrocitos
■ Gracias al colesterol se pueden abombar
sin romperse para pasar por un capilar
○ Membrana celular
■ Impiden la formación de estructuras
cristalinas de Fosfolípidos
○ Facilitan la inserción de proteínas en la Membrana
■ Importante, ya que la funcionalidad biológica de la Membrana está
determinada por las proteínas
● Cada dos moléculas de Fosfolípidos existe una de colesterol
● Existen zonas más gruesas en la Membrana Celular que son más gruesas y ricas en
colesterol
○ Microdominios Lipídicos Ricos en Colesterol (Rafts)
■ Mecanismo importante en el intercambio de Colesterol (HDL)
En la membrana existe una distribución asimétrica de los distintos Fosfolípidos
, Simone Christiansen 2020
● Fosfatidilserina: Solo en la cara interna
○ Otorga carga negativa
● Cara externa es neutra
Esto es muy importante para las funciones de la membrana (generación de potenciales de
acción y gradientes)
En la cara externa, existe una mayor concentración de Fosfatidilcolina y Esfingomielina
En la cara interna, existe una mayor concentración de Fosfatidiletanolamina
Proteínas
Dos tipos de proteínas de membrana de acuerdo a su disposición:
● Proteínas Integrales
○ Atraviesan la membrana celular, formando parte de la estructura
● Proteínas Periféricas
○ No se insertan en la membrana, sino que se anclan a ella
■ Presentan en su estructura terciaria zonas que se relacionan con los
fosfolípidos de distintas maneras
Distintos tipos de asociación de las proteínas a la membrana:
● Monopasaje
○ Pasan una vez por la membrana
○ Adoptan una estructura secundaria Alfa
● Multipasaje
○ Pasan varias veces por la membrana
● Barril
○ Adoptan una estructura secundaria Beta
■ Se pliega sobre sí misma, formando un canal interno (barril)
■ De estas, se derivan los Canales Iónicos o Poros de Membrana
● Periféricas
○ Se anclan a la membrana a través de Ácidos Grasos o de Proteínas
Integrales
Las proteínas en general se pueden anclar a la membrana mediante Ácidos Grasos,
Glicofosfolípidos u otras proteínas, adoptando la forma de Alfa Hélice o Hoja Beta, esto a
través de los residuos de aminoácidos, que para estar insertos en la Membrana deben ser
apolares
● Se explica ya que la parte interna de la bicapa es hidrofóbica, lo que significa, que
necesariamente debe estar en contacto con sustancias apolares, que van a
determinar la inserción dentro de la misma
Gráficos de Hidropatías
● Sirven para determinar si una proteína es monopasaje o multipasaje (y cuantas
veces pasa por la membrana si es multipasaje)
● Miden si los segmentos de la proteína producen repulsión al agua
● Se toma una proteína y se revisa que segmentos de ella son:
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