Estructura y din

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Estructura y dinámica de la membrana

• Dr. José M. Planas
• Biol. 4018 Biología Celular y Molecular
• UPR-Aguadilla

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Objetivos

• Al finalizar el estudiante podrá
• Conocer los componentes de la membrana y las
  propiedades que estos le confieren a la membrana.
  
• Distinguir entre proteínas trans membranales y
  proteínas periferales.
• Entender la estructura física de la membrana.
• Entender el comportamiento heterogéneo de las
  proteínas membranales.

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Componentes de la membrana

• Lípidos
• Señales para atraer proteínas a la membrana.
• Almacenan energía
• Llevan información
• Hormonas extracelular
• Mensajero secundarios intracelular
• PhosphoInositol Phosphate PIP

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Componentes de la membrana

• Tipos de Lípidos
• Fosfoglicéridos
• Constituyente principal de la membrana.
• También conocidos como fosfolípidos.
• Glicerol
• Dos cadenas de ácidos grasos
• C1 y C2 de la molécula de glicerol
• Saturadas vs. no saturadas
• Ácido fosfórico

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Componentes de la membrana

• Fosfoglicéridos
• Esterificar uno de cinco alcoholes al fosfato
• Hacer mas de 100 Fosfoglicéridos distintos
• Ácidos fosfatídicos
• PA
• No contienen un grupo unido al fosfato
• Fosfatidilglicerol
• PG
• Contienen un grupo glicerol unido al fosfato

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Componentes de la membrana

• Fosfoglicéridos
• Fosfatidil etanol amina
• PE
• Etanolamina unida al fosfato
• Fosfatidil colina
• PC
• Un grupo colina unido al fosfato
• Fosfatidil serina
• PS
• Serina unido al fosfato
• Fosfatidi inositol
• PI
• Inositol unido al fosfato

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Componentes de la membrana

• Fosfoglicéridos
• Grupos substituyentes proveen propiedades.
• Todos tienen una carga negativa en el fosfato
  esterificado.
• Neutrales
• PE y PC
• Poseen una carga positiva en los nitrógenos.
• Carga negativa
• PS, PA, PG, PI

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Componentes de la membrana

• Esfingolípidos
• Contienen azúcar.
• Esfingocine (4 carbonos, 1 nitrógeno).
• Dos características que definen a los
  esfingolípidos
• El ácido graso unido al C2 mediante enlace de
  amida.
• Naturaleza del grupo polar esterificado al C1.
• Eterifican azucares al grupo hidroxilo del C1.
• Carga neta neutral
• Carga neta negativa

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Componentes de la membrana

• Esfingolípidos
• Glicoesfingolípidos
• Una o más azucares
• Servir de receptor a virus
• Esfingomielinas
• Se une una base al C1 mediante un enlace éster de
  fosfato
• Fosforil colina
• Fosfo etanol amina

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Componentes de la membrana

• Colesterol
• Sólo presente en células animales.
• Apolar
• Orientación en la membrana es con el OH hacia la
  parte polar.
• Contribuye a la fluidez de la membrana.
• Compuesto intermedio en la síntesis de hormonas
  esteroides
• Estrógeno, progesterona y cortisona
• Vitamina D

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Componentes de la membrana

• Glicolípidos
• Hay tres tipos
• Esfingolípidos
• Glicolípidos con glicerol
• Azúcar unida en el C3
• Glicosil-fosfatidil-inositol
• GPI
• No son muy comunes

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Componentes de la membrana

• Triglicéridos
• Glicerol con tres ácidos grasos esterificados a
  este.
• No posee un grupo polar, no puede formar parte de
  la membrana,
• Forman las gotas de grasa que se encuentran en
  las células adiposas

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Componentes de la membrana

• Proteínas
• Integrales
• Transmembranales
• Atraviesan la doble capa de la membrana.
• Requiere de detergentes para solubilizar las
  proteínas transmembranales.

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Componentes de la membrana

• Segmento trans membranal
• Alfa helice
• Segmentos beta
• Cuando hay más de uno
• Poseen lugares de glicolisación en el terminal
  externo de la proteína.

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Componentes de la membrana

• Periferales
• Poseen residuos hidrofílicos expuestos y un
  segmento hidrofóbico.
• Pueden solubilizarse con agentes alcalinos.
• Pueden encontrarse externa o internamente
  asociadas a la membrana.
• Se pueden asociar a la membrana mediante seis
  métodos distintos.

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Componentes de la membrana

• Anclaje a través de cadenas de acilicas
• Isoprenoides
• Añadir una cadena de C15 a cisteina en el
  terminal carboxílico
• Señal de reconocimiento CAAX
• Asociadas a sistemas de transducción de señales
  utilizando Ras.
• Miristoil
• Añadir una cadena de C14 a grupo amino del
  terminal aminico de glicina.
• Asociada con la quinasa de Tirosina (Src).
• Glicosil fosfatidil inositol (GPI)
• Oligosacárido-fosfoglicerico corto
• Añade al terminal carboxílico.

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Componentes de la membrana

• Anclaje a través de cadenas de acilicas
• Interacciones electrostáticas
• Ocurren con fosfolípidos
• Anexinas y Miosina I
• Penetración parcial de la membrana
• Alfa hélices hidrofóbicas
• Sintetasa de prostaglandina H2
• Asociación con proteinas integrales
• Interacción con el terminal citoplasmático de las
  proteinas integrales
• Citoesqueleto

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(No Transcript)
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Estructuración Física

• Propiedades mecánicas
• Flexible
• Responder a cambios en volumen.
• Permeabilidad limitada
• Iones
• Alta resistencia eléctrica.
• Habilidad de auto sellarse.
• Asimetría en la distribución de lípidos con
  respecto a la membrana.
• Ocurre durante la biogénesis.
• Glicofosfolípidos capa externa
• Fosfatidilserina capa interna

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Estructuración Física

• Propiedades físicas
• Dinamica
• Mosaico fluido
• Movimiento lateral
• Movimiento rotacional
• Movimiento transversal
• Ácidos grasos tienen movimientos en la escala de
  pico segundos

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Estructuración Física

• Determinadas por el largo de las cadenas de
  ácidos grasos y la presencia o ausencia de
  cadenas saturadas versus no saturadas.
• Agregados de Esfingolípidos o colesterol en la
  membrana citoplasmática pueden ocurrir
• Rafts

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Dinámicas de las proteínas membranales

• Métodos de estudio
• Fluorescencia
• Fotoblanquedo (Photobleaching)
• Marcado con anticuerpos
• Microscopia
• Seguimiento de una partícula
• Trampa óptica

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Dinámicas de las proteínas membranales
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Preguntas?