Seminario BC 2 2020

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BIOLOGIA CELULAR
III UNIDAD ACADEMICA. 
CICLO LECTIVO 2020
SEMINARIO Nº: 2
LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS
LA MEMBRANA PLASMATICA.
Distintos compartimientos de cėlulas eucariotas formados 
por membrana.
Las membranas de los eritrocitos se utilizan como 
modelo de estudio.
 Separan los componentes celulares del medio ambiente (membrana 
plasmática). 
 Permiten que las organelas ejecuten funciones especializadas. Manteniendo 
los contenidos de cada organela separados del resto del citoplasma.
 Exhiben permeabilidad selectiva.
 Proveen límites que establecen gradientes electroquímicos.
Importancia de las membranas biológicas.
•recepción de 
información
•ingreso y 
egreso de 
sustancias
•capacidad de 
movimiento y 
expansión
Membrana plasmática
•Figure 11-2 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Membranas biológicas.
Monocapa externa Monocapa interna
Organización molecular de la membrana plasmática
Componentes: Lípidos, protreinas, hidratos de carbono.
•Figure 11-5 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Lípidos
Cabeza 
hidrofílica
Colas 
hidrofóbicas
Los lípidos de 
membrana son 
ANFIPATICOS
•Fosfatidilcolina
•Fosfatidilserina
•Fosfatidiletanolamina
•Fosfatidilinositol
Lípidos
•Fosfoesfingolípidos
•Glucoesfingolípidos o glucolípidos: 
Gangliósidos y cerebrósidos
Fosfolípidos Colesterol Esfingolípidos
Fosfolípidos
Glicerofofolípidos
Esfingofosfolípidos
fosfatidilcolina
fosfatidilserina
fosfatidiletanolamina
fosfatidilinositol
4-fosfato
4,5-difosfato
1,4,5-trifosfato
Fosfolípidos de membranas celulares
esfingomielina
•Figura 10-2 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Fosfolípidos
A
c
id
o
 F
o
s
fa
tí
d
ic
o
Fosfolípidos
Etanolamina Serina Colina Esfingomielina
Figura 10-3 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Distintos tipos de proteinas de membrana
Diferencias en el grado de asociación con los lípidos
PeriféricasIntegrales
•Unidas a proteínas•Unidas a lípidos•Transmembrana
•Figura 10-27 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Dominios de una
proteina de
transmembrana.
Proteinas con anclaje GPI (Glicerilfosforilinositol).
Miristoilo Palmitilo Farnesilo
Enlace Amida
Grupo NH2-terminal 
y ácido grado
Enlace 
Tioéter
Cisteína y 
Grupo Prenilo
Enlace 
Tioéster
Cisteína y 
Grupo Palmitilo
Anclajes
Otros tipos de anclaje de proteinas a membrana.
Funciones de algunas proteinas de membrana
Otras funciones de las proteinas de membrana
INTEGRACIÓN DE SEÑALES 
Ras – Proteina con anclaje GPI –
Cascada de Fosforilación de MAP-Kinasas
Vía de señalización activada por fosfolipasa C.
Glicocálix
•Figura 10-18 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Hidratos de Carbono:Glucolípidos.
Gangliósido
Acido Siálico
Galactocerebrósido
Hidratos de Carbono:Glicoproteinas
Propiedades de las Membranas Biológicas
 Fluídas
 Asimétricas
 Fexibles
 Dinámicas
 Selectivamente permeables
Cuáles son los determinantes?
FLUIDEZ
Moléculas de Agua
Cabezas lipídicas
Los fosfolípidos pueden moverse dentro de la 
membrana plasmática
•Figura 10-11b Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Movimientos de los fosfolípidos
•Figura 10-12 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Saturación – Insaturación de las colas 
hidrocarbonadas de los fosfolípidos.
La presencia de colesterol confiere rigidez
Fluidez de la membrana plasmática - Resúmen
 Número de enlaces dobles en las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos
(grado de saturación): 
A mayor número de enlaces dobles (mayor insaturación)
 Temperatura: A mayor temperatura
Mayor Fluidez
 A mayor concentración de colesterol y esfingolípidos
Longitud de colas hidrofóbicas de los fosfolípidos:
A mayor longitud de colas hidrofóbicas 
Menor fluidez
Fluidez de la membrana plasmática - Resúmen
ASIMETRIA
Qué características contribuyen a la asimetría de 
membrana?
Lo más evidente: Glicocálix
•Figura 10-28a Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Glicocalix
Monocapa externa
1-Fosfatidilcolina
4.- Esfingomielina
5.- Fosfatidilinositol
2.- Fosfatidiletanolamina
Monocapa interna
3.- Fosfatidilserina
-
-
Distribución asimétrica de fosfolípidos en la bicapa
Nota: el nύmero 
indica el orden de abundancia
en una membrana.
Distribución asimétrica de las proteínas
Raft Lipídico
Isla de esfingolípidos, glicerofosfolípidos saturados, colesterol, proteínas con anclaje
GPI (enriquecimiento). 
Tipos de Balsas Lipídicas.
Planar (Flat) No Planar (Cavéola)
Flotilina
Caveolinas (CAV): CAV1, CAV2 y CAV3
Cavinas: Cavin-1, -2, -3, -4.
(PTRF: Polimerasa I y Factor Relacionado 
a la Transcripción).
 Señalización intracelular
 Transporte de colesterol
 Tráfico de membranas
 Organización del citoesqueleto
Motilidad
 Polaridad
 Endocitosis independiente de clatrina
Generación de exosomas y microvesículas
Balsas lipídicas - Consecuencias funcionales
Biogénesis de los exosomas y microvesículas
Nota: mencionaremos nuevamente la generación de exosomas en el Seminario BC4
dado su vínculo al sistema de los endosomas.
Membrana plasmática Modelo Mosaico Fluido (Nicholson-Singer).
Fosfolípidos y proteinas difunden libremente
Distribución homogénea
Balsas Lipídicas
(Lipid Rafts)
Es heterogénea
No hay libre difusión de sus componentes
Las Balsas lipídicas representan una excepción a la libre difusión de 
los componentes de membranas biológicas.
Propiedades de la Membrana: Permeabilidad Selectiva
Las características físico-
químicas de las moléculas 
determinan su capacidad 
de atravesar las 
membranas. 
Pequeñas 
moléculas 
hidrofóbicas
Pequeñas 
moléculas 
polares sin 
carga
Moléculas 
polares sin 
carga más 
grandes
Iones
•Figure 12-4 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
molécula transportada
Canal Transportador
•difusión 
simple
•mediado 
por canal
•mediado por 
transportador
TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO
b
ic
a
p
a
 
li
p
íd
ic
a
Tipos de transporte a través de membrana
A favor del gradiente de concentración (moléculas sin carga) 
A favor del gradiente electroquímico (moléculas con carga)
Sin gasto de energía
Pequeñas moléculas 
hidrofóbicas
O2, CO2, N2, 
H2O
Glucosa, 
aminoácidos, Na+, 
K+, HCO3
-, Cl-
Difusión Simple
Difusión Facilitada
Transporte Pasivo
Pequeñas moléculas
Polares sin carga
Moléculas polares sin
carga, mayor tamaño
Iones
Difusión Facilitada
Transporte Pasivo – Sin gasto de energía.
Transportadores Canales
• A favor del gradiente de concentración
• Velocidad mayor que en la difusión simple y en la difusión
facilitada por transportadores (carriers o permeasas)
• Ocurre a través de proteínas de membrana y por lo tanto el
transporte es específico
• Ejemplo: iones Na+, K+, Ca2+, Cl-
Difusión Facilitada: Canales
•Figure 12-25 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Regulado por 
voltaje
Regulado por ligando 
(extracelular)
Regulado por ligando 
(intracelular)
Regulado por estrés
Difusión Facilitada
Canales
Difusión Facilitada
Canales
• A favor del gradiente de concentración. 
• Velocidad mayor que en la difusión simple pero menor que en 
la difusión facilitada por canales.
• Ocurre a través de proteínas de membrana (trasnportadores, 
permeasas o carriesr) y por lo tanto el transporte es 
específico
• Ejemplo: transporte de glucosa, aminoácidos, nucleótidos
Difusión Facilitada
Transportadores
Figure 12-6 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
soluto
EXTERIOR
INTERIOR
sitio de unión al 
soluto
Bicapalipídica
Gradiente de 
concentración
Difusión Facilitada
Transportadores
Difusión Facilitada - Cotransportes
Mueven una molécula 
a favor de gradiente y 
otra en contra de 
gradiente 
de concentración.
En la misma dirección: 
simporte
En direcciones 
opuestas: 
antiporte
Transporte Activo
En contra de un gradiente químico, elėctrico o ambos.
Con gasto de energía.
•Figure 12-8 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Transportador 
acoplado
Bomba impulsada 
por ATP
Bomba impulsada 
por la luz
•gradiente 
electroquímico
•luz
(En Vegetales).
Bomba Ca2+ATPasa la 
(membrana celular 
retículo endoplásmico).
Bomba Na+/K+-ATPasa .
Bomba de H+
mantienen el pH bajo en el ambiente 
extracelular (estómago) o dentro de 
organelas (lisosomas).
Bombas ABC 
En membrana plasmática de varios 
tipos de células cancerosas 
(resistencia a quimioterápicos).
Diferentes tipos de Bombas
La Bomba Sodio-Potasio ATPasa
3 Na+
2 K+
Secundario
Transporte Activo
Primario
La energía procede directamente 
de la hidrólisis de 
grupos fosfato de alta energía
La energía procede indirectamente
de la hidrólsis de grupos fosfato de alta energía
durante un transporte activo primario
Ej. Bomba Na+/K+ ATPasa Ej. Cotransporte de Glucosa y Na+
Transporte Acoplado
Dos tipos de transportadores de glucosa
en la célula del epitelio intestinal
Flujo de membranas
• Pinocitosis
• Endocitosis mediada por 
receptor
• Fagocitosis
Nota: Endocitosis y exocitosis se discutirá en el Seminario BC-4
Transporte en Masa
•Figura Q10-1 Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010)
Reparación de membranas
Diferenciaciones de membrana
Nota: Tema desarrollado en profundidad en el seminario de Histofisiología correspondiente a Epitelio
Las Membranas Biológicas son estructuras
 Fluídas
 Asimétricas
 Dinámicas
Fexibles
 Selectivamente permeables