Tema 4 Biomembranas

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Tema 4: Biomembranas.
Organización estructural y funciones básicas de las membranas biológicas. Lípidos,
proteínas y glúcidos de la membrana. Glicocálix o cubierta celular. Fluidez y
permeabilidad de la membrana plasmática.
Organización estructural
Todas las 
membranas 
biológicas están 
compuestas por 
lípidos, proteínas 
e hidratos de 
carbono.
Modelo de MOSAICO FLUIDO DE 
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
• Propuesto en 1972 por S.J. Singer y G. Nicolson.
• Las membranas son un mosaico de proteínas embebidas en
una bicapa lipídica. Las proteínas se incorporan a la bicapa y
tienen dominios intra y extracelulares, o se encuentran por
fuera de la bicapa.
• Tanto lípidos como proteínas no están estáticos, sino que
pueden moverse lateralmente en la bicapa. Por lo tanto, la
membrana es una estructura fluida, dinámica y maleable.
• También hay desplazamiento de fosfolípidos entre capas
externa e interna de la bicapa.
• La membrana es asimétrica, la monocapa o hemicapa
citosólica tiene una composición diferente a la monocapa o
hemicapa externa.
Funciones de las biomembranas y la membrana plasmática
En particular la membrana 
plasmática:
• Delimita el citoplasma.
• Regula la entrada y salida de 
sustancias de la célula 
(transporte).
• Participa en la recepción y 
transducción de señales.
• Interviene en el 
reconocimiento celular y la 
adhesión entre células.
• Tiene funciones enzimáticas.
• Genera potenciales 
eléctricos.
Lípidos de membrana
• Forman la estructura fundamental de la membrana.
• Constituyen aproximadamente el 50% del peso de las membranas, con
unos 5 millones de moléculas por µm2. Hay más de 1.000 tipos de lípidos en
las membranas celulares eucariotas.
• Poseen una parte apolar o hidrófoba que se ubica en la parte interna de la
membrana, y una parte hidrofílica que está en contacto con el medio acuoso
(interno o externo) formando las dos superficies de la membrana.
GLICEROFOSFOLÍPIDOS 
(GLICEROLÍPIDOS, 
FOSFOGLICÉRIDOS O 
FOSFOLÍPIDOS), 
ESFINGOLÍPIDOS
ESTEROLES (COLESTEROL)
GLICEROFOSFOLÍPIDOS (GLICEROLÍPIDOS, 
FOSFOGLICÉRIDOS O FOSFOLÍPIDOS), 
Poseen dos ácidos grasos unidos a un glicerol,
un grupo fosfato y otro compuesto que puede
ser: glicerol, inositol o un grupo nitrogenado
como colina, serina, o etanolamina.
Fosfatidilcolina
Fosfatidil-
etanolamina
Fosfatidilserina
Fosfatidilinositol
Fosfatidilglicerol
ESFINGOLÍPIDOS
Poseen una molécula de esfingosina (alcohol nitrogenado de cadena
carbonada larga), a la que se une un ácido graso, formando la estructura
básica denominada ceramida (hidrofóbica). A la ceramida se une una parte
hidrofílica que puede ser: fosfato y colina, formándose esfingomielina; un
monosacárico (por ejemplo glucosa o galactosa) para formar cerebrósidos;
o un oligosacárido, y en ese caso se forman cerebrósidos. Ganglíosidos y
cerebrósidos son Glucolípidos.
ESTEROLES (COLESTEROL)
El colesterol es un esterol presente en las células animales. Esta formado por
cuatro anillos de carbono y posee una pequeña porción hidrofílica (HO). Se
inserta dentro de la bicapa con su grupo hidroxilo polar próximo a la cabeza
hidrofílica de los fosfolípidos, y el resto de la molécula (no polar) entre las
colas hidrofóbicas. Otros esteroles, similares al colesterol, están presentes en
plantas (fitosteroles, como campesterol y sitosterol) y en hongos (ergosterol).
Los procariotas no poseen colesterol en sus membranas La función de los
esteroles en las membranas es modular la fluidez, y además contribuyen a la
actividad de los ciertos receptores y facilitan la transducción de señales y el
tráfico vesicular.
Proteínas de membrana
Proteínas integrales: penetran
en la bicapa lipídica:
•Transmembrana: cuando la
cadena de aminoácidos de la
proteína cruza la bicapa (entre 1
y 7 veces) y sobresale a ambos
lados de ella.
•Integradas en una sola
hemicapa de la membrana:
cuando poseen parte de
su secuencia de aminoácidos
entre los lípidos de una de las
hemicapas, y otra parte fuera de
la bicapa, ya sea hacia el citosol,
o hacia el exterior celular.
Proteínas periféricas: no están incluidas
en la bicapa. Se encuentran unidas a
otras proteínas o a los fosfolípidos de la
membrana a través de uniones no
covalentes. En este caso toda la
secuencia de aminoácidos es
extramembranosa, pudiendo ser
citosólica o extracelular.
• Algunas proteínas de membrana pueden unirse covalentemente 
a fosfolípidos y a carbohidratos.
• Funciones: transporte, recepción y transducción de señales, 
reconocimiento, adhesión, enzimas.
Hidratos de carbono de la membrana
• Glucolípidos: carbohidratos unidos covalentemente a lípidos 
(Esfingolípidos).
• Glucoproteínas: carbohidratos ubidos de forma covalente a proteínas.
• Forman el glucocalix.
• Se ubican hacia el exterior de la célula.
• Participan en el reconocimiento celular.
En la hemicapa externa de la membrana plasmática, los esfingolípidos y el
colesterol se pueden asociar, haciendo que su movilidad disminuya,
originando regiones más densas. Estas asociaciones, denominadas balsas
de lípidos ("lipid rafts"), son muy pequeñas pero muy abundantes y
dinámicas, y hacen que las membranas celulares sean un mosaico de
dominios más densos que viajan entre los glicerofosfolípidos, más fluidos.
Ciertas proteínas además, tendrían mayor apetencia por estas balsas y por
lo tanto se moverían en su interior. Estas balsas permitirían regular ciertos
procesos mediados por proteínas, y crearían un ambiente químico propicio
para determinadas reacciones o interacciones moleculares
Fluidez de la membrana plasmática
Es la capacidad de una molécula que forma parte de una
membrana para desplazarse por ella. Las membranas son
fluidas, y las moléculas se encuentran en un estado de
líquido viscoso. Las moléculas difunden y se desplazan.
Movimientos de 
los fosfolípidos
Hemicapa
Hemicapa
La fluidez de la membrana varia con la composición química de sus
componentes y la temperatura:
•Ácidos grasos de menor longitud y más insaturados la hacen más
fluida.
•La fluidez aumenta al subir la temperatura, y disminuye a
temperaturas bajas.
•El colesterol regula la fluidez, pero su efecto depende de la
temperatura y composición lipídica de la membrana.
•En general, una mayor concentración de colesterol disminuye la
fluidez de la membrana. Pero, a bajas temperaturas, cuando
disminuye la fluidez, el aumento de colesterol la favorece. Por el
contrario, a altas temperaturas cuando aumenta la fluidez la
presencia de colesterol impide la dispersión de los fosfolípidos,
porque disminuye la flexibilidad de los ácidos grasos insaturados.
Permeabilidad de la membrana plasmática
La permeabilidad es la capacidad de la membrana para
permitir el pasaje de sustancias, sin alterar su composición. La
membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva.
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