1. “Aprender de los virus y las bacterias
como se forman las membranas”
Por:
Sebastià Barceló García
Jose A. Guerrero Castillo
Sergio Navarro Velázquez

2. Índice







Componentes de la membrana plasmática
La bicapa lipídica
Estudios sobre la asimetría de la bicapa
Proteínas de membrana y su transporte a la
membrana
Virus de la estomatitis vesicular
Glucocalix
-Glicoproteínas
-Glucosilación
Conclusión

3. Componentes de la membrana
La membrana celular esta compuesta por:
• Una bicapa lipídica
• Proteínas
• Glucocálix (glucolípidos y glucoproteínas)

4. La bicapa lipídica
La bicapa lipídica está formada por
fosfolípidos.
 Estos fosfolípidos son sintetizados en la
membrana del RE
 La bicapa lipídica es asimétrica
 ¿Cómo se descubrió la formación y
asimetría de la doble bicapa lipídica?


5. Estudios sobre la bicapa lipídica y su asimetría

La síntesis de fosfolípidos es fundamentalmente idéntica en las
células eucariotas que en procariotas, la diferencia principal radica,
en que los fenómenos no ocurren en la membrana plasmática sino
en el retículo endoplasmático. Por consiguiente, el retículo
endoplasmático constituye una verdadera fábrica de membrana.

6. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría


El mecanismo de la síntesis lipídica está ligado con la
composición asimétrica de la doble capa.
En varios experimentos sobre la asimetría, se
utilizaron membranas de Bacillus megaterium (GramPositiva).

7. Estudios sobre la bicapa lipídica y su asimetría


Se opto por este organismo, en parte porque su membrana
encierra gran des cantidades de PE, que constituyen
alrededor del 70%
La abundancia de PE en B. megaterium supone una ventaja
experimental, ya que el PE puede marcarse fácilmente
Fosfatidiletanolamina (PE)
B. Megaterium (tinción con Sudán)

8. Estudios sobre la bicapa lipídica y su asimetría




El reactivo marcador fue el
ácido trinitrobenzensulfonico.
El TNBS no puede marcar la
cara citoplasmática de la
membrana porque es soluble en
agua.
Finalizado el marcado, las
membranas bacterianas se
rompieron disolviéndolas en un
disolvente orgánico.
Hubo que separar el PE
marcado y no marcado, lo cual
se hizo por la técnica de TLC.
ácido trinitrobenzensulfonico

9. Estudios sobre la bicapa lipídica y su asimetría

Solo se había marcado
alrededor del 30 % del PE.
Ello demostraba que un
30% del PE, estaba sobre la
cara exterior de Bacillus
megaterium y el otro 70%
se hallaba dentro.
Demostrando la asimetría
de la bicapa.

10. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría

Para marcar el PE recién
sintetizado incubamos las
células bacterianas con
fosfato inorgánico
marcado con el isotopo
radiactivo fosforo 32.
• Posteriormente se añadió TNBS.
• Luego se disolvió la membrana, y se separaron
los lípidos por cromatografía comprobando luego su
radiactividad

11. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría

12. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría
• Descubrimos que la
radiactividad solo se
detectaba en el PE no
combinado con TNBS;
indicando que la
síntesis de estos lípidos
estaba restringida a la
superficie citoplasmática,
a la cual no llegaba el
TNBS.
Este hallazgo plantea también una cuestión preocupante. Si los lípidos se
sintetizan en la superficie citoplasmática e inmediatamente forman parte
de la capa citoplasmática, ¿como alcanzan siempre la otra cara de la
membrana?

13. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría


También se demostró
que los lípidos atraviesan
la membrana
Se incubaron brevemente
poblaciones bacterianas
con fosfato radiactivo y
se añadió el inhibidor,
hidroxilamina, inhibiendo
el ultimo enzima de la
secuencia que conduce al
PE.

14. Estudios sobre la bicapa lipídica y su
asimetría



Las membranas en crecimiento incluyen proteínas que
facilitan el equilibrio de los lípidos a través de la membrana.
Pero, ¿como puede mantenerse la asimetría de la
composición lipídica?
Debido a un equilibrio termodinámico desplazado, el cuál
no depende del modo ni del lugar de síntesis lipídica.

15. Proteínas de membrana

La síntesis de proteínas en las
células eucariotas consta de 3
fases:
- Activación de los aminoácidos
- Traducción
· Iniciación
· Elongación
· Terminación
- Asociación de cadenas polipeptídicas, y a veces de grupos
prostéticos para constituir las proteínas.

17. ¿Cómo se produce el transporte
hasta la membrana celular?

Numerosos estudios con el virus del VSV (virus de la
estomatitis vesicular) permitieron estudiar el
mecanismo de transporte desde el ER hasta la
membrana de la célula.

19. Virus de la estomatitis vesicular

20. Virus de la estomatitis vesicular
La glucoproteína G sigue una trayectoria
más complicada.
 La glucoproteina del VSV surge primero
en la célula como un componente del
RER.
 G se incrusta en la membrana de una
vesícula del retículo, con la espícula
grande.


21. Transcurridos 20
o 30 minutos, G
puede localizarse
en el aparato de
Golgi.
Finalmente, tras haber pasado por el
Golgi, la proteína G (encapsuladas en
vesiculas del Golgi), es transportada
hacia la membrana plasmática.

22. Finalmente el virus se encapsula con parte de la membrana de la célula
hospedadora, expresando las espículas de proteína G en su membrana

23. Conclusión del experimento del
VSV


Este experimento permitió concluir cual era la ruta de las proteínas
sintetizas en los ribosomas adheridos al ER
Esta ruta es la conocida actualmente que se resume en estos pasos:
- Síntesis de la proteína
- Translocación al lumen del ER
- N-glucosilación de proteínas
- Inclusión en una vesícula del ER
- Transporte hasta el Golgi y fusión con su
membrana
- Modificación final de N-glucoproteínas procedentes del ER,
síntesis de N-glucoproteínas complejas y ricas en manosa y
síntesis de les O-glucoproteínas (p.e., proteoglucanos)
- Inclusión en una vesícula del Golgi y fusión con la membrana
celular

24. Ruta de las proteínas de membrana

25. Glucocálix


Capa laxa de
oligosacáridos y
polisacáridos.
Pueden presentarse
unidos covalentemente
a lípidos o a proteínas,
pero en todos los
casos se sitúan en la
superficie exterior de
la membrana.

26. Glucoproteínas y Glucosilación

En el retículo endoplasmático rugoso la proteína G
incorpora dos cadenas de carbohidratos, formados
por manosa y N-acetilglucosamina.

27. Glucoproteínas y Glucosilación

Posteriormente en
el aparato de Golgi,
se modifican las
regiones centrales
y se unen mas Nacetilglucosamina,
así como galactosa
y acido siálico.
También se
incorpora fructosa.

28. Conclusiones

Los virus y las bacterias y su investigación
con células eucariotas han permitido
descubrir:
- Como se forman los fosfolípidos de la
bicapa lipídica y su disposición en ella
- La asimetría de la membrana
- La síntesis de proteínas y su posterior
maduración y transporte hasta la
membrana
- La glucosilación de proteínas que más
tarde formaran parte del glucocálix de la
membrana.

29. Bibliografía
Lodish H.F. y Rothman J.F. La formación de
membranas celulares. Investigación y
Ciencia, marzo, 1979.
 www.wikipedia.com
 Biología Molecular de la Célula, 5ª Edición.
Alberts (Español)
 Google imágenes
