7 HIDRATOS DE CARBONO y BIOMEMBRANAS teo 7

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Seres vivosaparatos órganos tejidos células moléculas químicas alimentos AA, 
bases, ácidos grasos, azúcar--(enlaces covalentes) Polisacáridos, fosfolípidos, ac nucleicos, 
proteínas 
HIDRATOS DE CARBONO: 
Polialcoholes con grupos funcionales aldehídos o cetonas 
Función: obtener energía, estructural, protección, sostén y participan en la comunicación, 
Los grupos aldehídos y cetonas son reductores 
Antígenos de superficie dependen de los hidratos de carbono 
Clasificación: monosacáridos (1molécula), oligosacáridos (2-20), polisacáridos (más de 20), 
glicoconjugados (HC + Proteinas o lipidos) 
Estructura y función de los monosacáridos: 
Aldosas o cetosas: reductores (donan electrones), actividad óptica (enantiómeros, epimeros, 
alfa o beta según como se cierra el anillo) 
 
Monosacarido + monosacárido —enlace glucosídico disacáridos 1,4 o 1,6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LIPIDOS: 
 Reserva y obtención de energía 
 Base de la estructura de las membranas biológicas 
 Comunicación celular 
 Forman parte de los cofactores 
 Estructura: conjunto de moléculas orgánicas solubles en solventes no polares 
 Constituidos por C,H,O 
 2 tipos: saponificables + base= glicerol + acido graso  tienen ácidos grasos en la estructura 
 Glicerolipidos 
 Glicerofosfolipidos 
 Esfingolípidos 
 Ceras 
 No saponificables No tienen acidos grasos 
 Esteroides 
 Prenoles 
 Sacarolipidos 
 Polucetonidos 
 
Ácido Graso: cadena larga (no polar) hidrocarbonada con grupos 
COOH polar en el extremo 
 
 Saturados: todos los enlaces SIMPLES ocupados 
 
 
 
 Insaturados: 1 o más enlaces dobles 
 La molécula se curva 
 H en posiciones Cis o trans 
Cis: los H estan del mismo lado de la olecula y son los que usa el 
organismo 
Trans: 1 de cada lado de la 
molecula 
 
 
Son Hidrofobicos o Anfipaticos se forma una micela cuando lo disuelvo en H2O o en 
solventes polares 
 Colas hacia adentro y cabezas hacia afuera 
Esterificación: (inverso a la saponificacion): reacción entre el COOH y el OH de un alcohol 
 
SAPONIFICABLES 
 GLICEROLÍPIDOS: triglicéridos: reserva energética, precursores sintéticos, 
 Comunicación celular 
Son hidrofóbico y forman GOTAS LIPIDICAS: Exceso de ácidos grasos almacenado en tejido 
adiposo blanco o tejido adiposo pardo, ácido graso + glicerol, estructura similar a la 
lipoproteína 
Transportados por lipoproteínas triglicéridos recubiertos por una monocapa de fosfolípidos: 
las colas están en contacto con el triglicérido y la cabeza con la sangre 
 
 
 GLICEROFOSFOLIPIDOS/FOSFOLIPIDOS: 
Función: estructura y comunicación celular 
1 molécula de glicerol esterificada con 3 moléculas de ácidos grasos (no tienen que tener doble 
enlace) 
2 ácidos grasos + 1 cabeza polar  grupo PO4 3- esterificado con 
una azúcar o un amino alcohol 
Ácido fosfático PO4 3- no esterificado 
Son antipática: forma bicapas en solventes polares 
Se cierran sobre si mismas y forman liposomas 
El ácido graso cis se quiebra provoca un desorden en la 
molécula 
 Membrana más fluida 
 
Ac graso trans es una molécula lineal 
Fabricados por el hígado 
 ESFINGOLÍPIDOS: estructura de las membranas 
Mucha cantidad de funciones biológicas 
Comunicación celular: son receptores y mediadores lipídicos 
Forman parte de la estructura de la membrana 
Amino alcohol (esfingosina) esterificada con un ácido graso 
largo ceramida + cabeza polar= esfingolipido 
Galactosilceramida, sulfatido importantes en la estructura de membranas, receptores de 
señales extracelulares. La degradación forma mediadores lipídicos hormonas 
 CERAS: 
Forman parte de la estructura y dan protección 
ac graso de cadena larga + alcohol de caden alarga productos altamente hidrofobicos 
(insolubles en agua) 
 
 
 
 
NO SAPONIFICABLES: 
 PRENOLES: terpenos, ácidos esenciales, vitaminas, resinas 
Función: precursores biosinteticos 
Derivan del isopreno: 
 Monoterpeno: 2 isoprenos (ac aromaticos) 
 Triterpeno: 6 isoprenos (B-carotenos) 
 Diterpeno: 4 isoprenos (vitaminas E, A) 
 Sesquiterpeno: 3 isopreno (farmesol) 
 Politerpeno: 6 isoprenos (caucho) 
 Coenzimas Q10, dolicol fosfato (intermediario metabolico) 
 Escualeno (intermediario ) sintetiza ESTEROLES 
esteroides, acidos biliares y esteroides conjugados 
 
En el colesterol animal: compacta fosfolípidos en la bicapa lipídica 
biológica, permite que la bicapa sea rigida y tiene efecto buffer (le da fluidez a la membrana) 
Como fitoesteroles en las plantas (B- citoesterol) y como ergoesterol en los hongos 
 ESTEROIDES (hormonas) andrógenos, progesterona, etc 
 ACIDOS BILIARES: (higado) acido desoxicolico y acido colico acidos que liberan la 
vesicula para emulsionar las grasas que ingerimos 
 SECOESTEROIDES: vitamida Dcolesterol + luz uv pre vit D colicalciferol  calcidiol 
(higado) calcitriol vit D activa 
 
 
 
 
Célula Eucarionte: muchos compartimentos que cumplen funciones específicas 
En cada compartimento hay reacciones enzimáticas características, condiciones de fuerza 
iónica, pH, etc. Esto es posible porque están separados y delimitados del entorno por 
biomembranas biológicas 
El núcleo y las mitocondrias tienen doble membrana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La membrana se estudia según el aspecto que busco (estructura, fluidez, etc) y que membrana 
quiero estudiar (célula entera o de alguna en particular) 
 
bicapa fosfolipídica (lípidos + proteínas) 
LIPIDOS: dan impermeabilidad en el núcleo hidrofóbico del centro de la bicapa 
 Dan fluidez para que las proteínas se anclen de forma correcta y puedan cumplir su 
función 
 Intervienen en procesos de señalización: aportan sustratos y cofactores de las 
enzimas que los degradan para formar señales 
 Modulan la actividad de las proteínas asociadas a membrana 
 
 GLICEROFOSFOLÍPIDOS: 
 Fosfolípidos (55-75%) determinan la estructura de la matriz de 
 todas las membranas 
 Forman las bicapas 
 Las bicapas grandes se pliegan y forman 
 lisosomas 
 
 Plasmógenos: fosfolípidos con una unión éster del OH de glicerol 
 
 ESFINGOLÍPIDOS: esfingomielia (NO en mitocondrias) 
 Glucoesfingolípidos (5-20%) 
 COLESTEROL: (15-25%) SOLO EN EUCARIOTAS (bacterias NO) 
 
Cada membrana biológica tiene un perfil de lípidos característicos 
 
 
 
 
 
 
Las membranas tienen 2 HEMICAPAS  citosólica: en contacto con el citosol 
(Distinta composición En contacto con el lumen de los compartimentos o con el 
Química y proteica) exterior 
 
 MOVIMIENTO DE LOS LIPIDOS: los lípidos se mueven hacia los costados (difusión lateral), rotan 
sobre si mismos (rotación) y balancease (flexión) 
Las colas de los ácidos grasos se mueven libremente. 
 Flip-Flop: pasaje desde un lado de la bicapa a otro 
 Muy restringido: se pueden pasar pero tardan mucho 
 Termodinámicamente muy desfavorable por el tamaño de la cabeza polar 
 Se necesitan flipasas 
 FLUIDEZ: la fluidez se ve afectada por la temperatura y depende de la 
composición química de la bicapa 
 
 Temperatura: a mayor temperatura mayor energía cinética, la 
membrana se desordena y es más fluida. En animales la temperatura es 
constante y la fluidez dependede la composición química 
 
 
 Composición química: ácidos grasos y colesterol 
 Ácidos grasos largos, con dobles insaturaciones trans que ordenan la 
membrana (las cis se quiebran) 
Los ácidos grasos de cadena corta no llegan al centro del núcleo hidrofóbico y 
evitan el empaquetamiento de las colas 
 Colesterol: en los primeros 10 o 12 ácidos grasos hacia el extremo de las 2 
capas 
o Rigidiza la membrana externa (más cerca de las cabezas polares) 
o Favorece y fortalece las propiedades de barrera 
o Impide que los fosfolípidos se separen y que sustancias del medio 
extracelular/citosólico atraviesen la bicapa. 
o Favorece y mantiene la fluidez: a bajas concentraciones la bicapa es muy fluida 
o Impide que las cabezas estén muy unidas (las proteínas van a estar activas con el 
entorno y fluidez adecuados) 
Esfingomielina (rigidizador) + colesterol + fosfatidilcolina LIPID RAFT/ 
bolsas lipídicas/ microdominios de membrana: dominios muy rígidos donde 
la membrana es más gruesa que permiten la activación/ inactivación de las 
proteínas porque la membrana cambia sus propiedades físico- químicas 
 
 ASIMETRIA DE BICAPA: la membrana está formada por una bicapa fosfolipídica asimétrica: cada 
hemicapa tiene una conformación especifica 
 Extracelular: fosfatidilcolina, esfingomielina y glicoesfingolípidos (ONLY 
EXTRACELULAR) 
  Citosólica: fosfatidiletanolamida + fosfatililserina + fosfatililenocitol + fosfatidilcolina 
No todas las membranas son asimétricas, ej: Golgi (síntesis de esfingomielina y glicolipidos) 
tiene flipasas dependientes y no dependientes de ATP que transportan lípidos a ambos lados de 
la bicapa 
 
Si algún fosfolípido pierde la capacidad de estar de un lado o del otro de la membrana se pierde 
la homeostasis y pueden ocurrir actividades biológicas malas: 
 Aumenta la composición de fosfatililserina del lado externo y se considera a la célula como 
“enferma” y los macrófagos las digieren 
 
 Los fosfolípidos de la capa citosólica participan en las vías de señalización iniciadas por 
fosfolipasas, si estuvieran del lado externo las vías de señalización no ocurren 
 
 CURVATURA: 
Cada fosfolípido tiene una forma característica que hace que este de un lado u otro de la 
membrana, ej: 
Fosfatidilcolina: cilíndrica, puede apilarse 
Fosfatidiletanolamida: forma conica, cabezas polares muy chicas, favorece la 
curvatura de la membrana 
Esfingomielina: cilíndrico, tiene dominio raft, aumenta el espesor de la 
membrana porque los aminoácidos y el aminoalcohol son saturados y 
ocupan una mayor extensión que los acidos grasos de la fosfatililcolina 
RE sintetiza todos los lípidos básicos 
Cada compartimento puede terminar la síntesis de algún lípido en particular 
Ej: mitocondria fosfatililetanolamina fosfatililglicerol y cardiolipina (no en RE) 
Las membranas del Golgi y celulares son ricas en poliesfingocitos: lípidos derivados del 
fosfatidilinositol 
 
CUERPO LIPIDICO: acumulación de triglicéridos 
entre las 2 capas de la membrana de Golgi. Forma 
una gota recubierta de 1 de las capas. 
 
 Dan PERMEABILIDAD SELECTIVA: deciden que entra y que no a través de los 
transportadores 
 Interviene en procesos de señalización: son o forman parte de los receptores de membrana 
que permite la transducción de señales biológicas (por degradación de lípidos) 
 Las proteínas transmembrana anclan la celula al citoesqueleto proteínas extracelulares 
interactúan con proteínas de la matriz extracelular 
Se clasifican según la forma de ser extraídos de la bicapa 
ALTA FUERZA IÓNICA (KCl 1M): extrae proteínas periféricas 
 Una vez separada la proteína se centrifuga para aislarla 
 Las puedo extraer más fácil porque interaccionan con lípidos o 
proteínas a través de interacciones débiles (salinas) 
Si reemplazo la interacción proteína-lípido por lípido-KCl la proteína queda libre 
 
 
 
 
 
DETERGENTES IONICOS (SDS) y NO IONICOS (TRITON): extrae proteínas que interactúan con el 
núcleo hidrofóbico de la bicapa, ej: 
Proteínas con 1 o muchos dominios 
atravesando los barriles B 
 Proteínas ancladas a 1 hemicapa (4), 
Proteínas ancladas por lípidos (5), 
Proteínas que unen proteínas (6) 
Se usa un sistema libre de célula 
Las interacciones proteína-lípido favorecen la curvatura 
Las proteínas periféricas interaccionan por COMPLEMENTARIEDAD MOLECULAR 
 
 Proteínas ancladas por lípidos: (5) del lado citosólico están ancladas por un prenilo o un acilo 
Prenoles farmecilo: molécula que se une a algún resto de AA de la proteína y va a permitir 
que la proteína quede inmersa y anclada a la membrana 
Exterior están ancladas por fosfatidilnositol 
 
 Proteínas integradas al núcleo hidrofóbico de la membrana: (1,2,3) 
Tienen 1 o más pasos de membrana 
Interactúan y están ancladas a la hemicapa por alfa hélices hidrófobicas 
Constituidas por barriles beta hidrofobicos donde atraviesan 
Tienen 3 dominios: 1 extracelular/ luminal, 1 citoplasmático y 1 transmembrana: AA no polares 
hidrofóbicos que interactúan con las colas hidrófobicas de los ácidos grasos para mantenerlos 
unidos a la membrana 
Ej: glucoforina: glóbulo rojo (1 paso) 
Receptores GPCR: señalización intracelular. 7 pasos + alfa hélice que atraviesan la membrana 
Canales de K+: 4 subunidades cada una formada por 3 alfa hélices 
Barriles B en procariontes 
 
EXTRACCION CON DETERGENTES: 
Los ácidos grasos forman micelas con la membrana y con las estructuras proteicas que haya 
No Iónicos: la proteína forma micelas con el detergente 
 Extraigo la proteína en su forma nativa. Para medir la actividad la pongo en un 
liposoma que yo fabrico 
Iónico fuerte: (SDS) las colas hidrófobicas se unen a la parte hidrofóbica de la proteína y la 
desnaturalizan 
La carga de la cabeza polar ROMPE las interacciones IONICAS y PUENTE HIDROGENO que 
estabilizan la estructura 2° y 3° de la proteína y la desnaturalizan 
NO SIRVE SI QUIERO ESTUDIAR LA ACTIVIDAD DE LA PROTEINA 
 
 VECTORIALIDAD: las proteínas asociadas a la membrana tienen dirección (desde el citosol hacia 
el medio extracelular) 
 Los dominios son distintos en ambos lados de la membrana. 
 La parte glucosidica va hacia el medio extracelular 
 Parte citoplasmática: raro encontrar proteínas glucosidadas o puentes disulfuros 
porque el citoplasma es reductor y rompe estas uniones 
 La composición proteica y la topografía de las 2 hemicapas son debido a la 
función que tiene cada una de su lado 
 
 MOVIMIENTO DE LAS PROTEINAS: 
Las proteínas se mueven de forma restringida: 
 Forman agrupaciones que interaccionan entre si y se mueven en conjunto (clusters) 
 Las proteínas unidas al citoesqueleto solo se mueven sobre el citoesqueleto o directamente 
no se mueven 
 Pueden tener movimiento libre y al azar 
 Si están unidas a la MEC (matriz extra celular) tienen movimiento restringido 
El movimiento de una proteína se visualiza/mide usando la técnica de FRAP: un láser decolora 
el fluorocromo que está unido a una proteína o un lípido y se ve si la fluorescencia vuelve o no 
al cabo de un tiempo. Si vuelve es porque hay proteínas o lípidos que migraron desde otro lado 
para restablecer la fluorescencia. Si no vuelve es porque las proteínas o lípidos no se mueven.