Membranas Biológicas: Estrutura e Função

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Membranas biológicas
Membrana plasmática: mantener la diferencia entre 
el medio extracelular y el citoplasma
Endomembranas: delimitan las organelas manteniendo la 
la diferencia entre al luz de la organella y el citoplasma.
Walter Berón
La integridad de estas membranas permite 
el funcionamiento de la células y sus organelas 
Objetivos del aprendizaje
• Entender cómo las membranas biológicas relacionan dos 
ambientes diferentes.
• Analizar la estructura de las membranas biológicas
• Analizar la composición de las membranas
• Analizar las propiedad de las membranas biológicas
• Analizar los diferentes tipos de proteínas de membrana 
• Interpretar el rol fisiológico de las membranas biológicas
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Temas relacionados:
- Transporte de membranas biológicas 
- Transportadores de membranas biológicas
- Transporte vesicular
Sistema de endomembranas
Vía endocítica Vía exocítica
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ESTRUCTURA DE MEMBRANA
Composición: GR: 40% lípidos y 60% proteínas
Bicapa lipídica: se determinó en 1925
Visualización por microscopía electrónica en 1955
David Robertson: Unidad de membrana 
Dos capas oscuras que encierran una capa clara (microscopía electrónica)
(en total 70-85 Å de espesor; 1Å angstrom= 0,0001 µm). 
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Membranas: microscopía electrónica
Composición GR: 40% lípidos y 60% proteínas
Bicapa lipídica: se determinó en 1925
Visualización por microscopía electrónica en 1955
- Modelo “Sandwich”: (proteína-lípido-proteína)
Davson-Danielli en 1935
- Modelo Mosaico Fluido: Singer-Nicholson en 1972
. 
ESTRUCTURA DE MEMBRANA
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Davson - Danielli
Singer - Nicolson
Modelos de membrana
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Fosfolípido
Bicapa lipídica
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Colesterol
colesterol
Asimetría en la composición lipídica de las hemimembranas
30 20 10 0 10 20 30
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GlicolípidosFosfolípidos
Asimetría de los lípidos de la membrana
Asimetría de la bicapa lipídica en la membrana
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Origen Eritrocito Mielina Mitocondria
Fosfatidil etanolamina 18 15 17
Fosfatidil serina 7 9 5
Fosfatidil colina 17 10 40
Esfingomielina 18 8 5
Glicolípidos 3 28 0
Colesterol 23 22 6
Otros 13 8 27
Composición lipídica de distintas membranas
Composición lipídica de las membranas de organelas
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Micelas:
- Función no bien caracterizada
- Se pueden formar cuando la cantidad de lípidos
es baja con relación a la del H2O
- Se pueden formar en regiones de inestabilidad de 
membrana: Fusión de membranas? Liposomes:
- Vesículas de doble capa lipídica (≈ partículas de LDL) 
- Se forma por sonicación en solución acuosa
- Utilizadas en medicina: transporte de drogas, ácidos 
nucleicos, anticuerpos 
Conformaciones lipídicas alternativas
Funciones de las proteínas de membrana 
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Proteínas de la membrana
 Proteínas extrínsecas 
o periféricas
 Proteínas intrínsecas
Proteínas en la membrana plasmática
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Tipos de proteínas integrales de membrana 
Formas de asociación de las proteína con la membrana 
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Proteínas de membrana ancladas por 
modificaciones lipídicas
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Proteínas ancladas 
por GPI
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Barriles beta 
Receptor en E coli
para bacteriófagos
Lipasa de E. coli Porina de Rhodobacterium
capsulatum
Transportador de Fe en E. coli
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Estructura de la membrana
glicolípidos
carbohidratos
glicoproteínas
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Células epiteliales de intestino: glicocálix
Distribución de las proteínas en la membrana: Criofractura
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Cara P Cara E
Criofractura de membrana de glóbulo rojo
Criofractura: núcleo
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Célula epitelial intestinal con microvellosidades
Criofractura de células epiteliales intestinales
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Criofractura: zónula ocludens (tight junction) 
del epitelio gástrico
Transmisión Criofractura
Células exócrinas del pancreas
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PROPIEDADES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
- Fluidez
- Permeabilidad selectiva
PROPIEDADES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
I) Fluidez:
- temperatura: a > temperatura >fluidez
- insaturaciones en AG: > N° insaturaciones >fluidez
- longitud de la cadena de AG: > longitud < fluidez
- colesterol: a > concentración < fluidez
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Fluidez de la membrana
Movimiento de los lípidos en la membrana
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Demostración experimental de la fluidez de la membrana
● Fenómeno del capuchón
Otros métodos para demostrar la fluidez:
Célula incubada a 
4°C con anticuerpos
fluorescentes verdes
Célula incubada 
a 37°C
E
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FRAP: Fluorescence Recovery After Photobleaching
FLIP: Fluorescence Loss in Photobleaching
Restricción a la movilidad de las proteínas
• proteínas del citoesqueleto
• interacción célula-célula
• agregados
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Spectrin 
filaments
Junctional
complex
Ankyrin
Proteínas del citoesqueleto: cara citoplasmática de la membrana: GR
PROPIEDADES DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
II) Permebilidad selectiva:
- Difunden fácilmente: - moléculas pequeñas (H2O)
- gases: N2, O2, CO2
- urea, etanol, metanol
- No atraviesan: glucosa, iones
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● Transporte a través de la membrana: 
transportadores
● Transporte mediado por la membrana: 
transporte vesicular
- Bruce Alberts, Dennis Bray, Julian Lewis, Martin Raff, Keith 
Roberts and James D. Watson. Molecular Biology of the Cell. 3th
edition (1994).Garland Publishing, Inc. 
-Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith 
Roberts, and Peter Walter. Molecular Biology of the Cell, 4th edition 
(2002). Ed. Garland Science
-Bruce Alberts, Dennis Bray, Karel Hopkin, Alexander Johnson, 
Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts and Peter Walter. 
Introducción a la Biología Celular. 3ª Edición (2011). Editorial Médica 
Panamericana. 
-Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, 
Anthony Bretscher, Hidde Ploegh, Angelika Amon, Matthew P. Scott. 
Biología Celular y Molecular. 7ª Edición (2016). Editorial Médica 
Panamericana.
- Lodish, H., Berk, A., Lawrence Zipurski, S., Matsudaira, P., 
Baltimore, D. y Darnell, J. E. Biología Celular y Molecular 5° Edición, 
(2005). Editorial Médica Panamericana.
- De Robertis, Hib, Ponzio. Biología Celular y Molecular de De 
Robertis. 12 Edición (1996). Ed. El Ateneo.
Bibliografía recomendada
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