Las membranas celulares están compuestas principalmente por una bicapa lipídica formada por moléculas anfifílicas como los fosfolípidos, así como proteínas e hidratos de carbono. Estas moléculas confieren propiedades de semipermeabilidad, fluidez y funcionalidad a las membranas, permitiendo el transporte de sustancias, la recepción de señales y la comunicación entre células. La composición y organización de las membranas varía entre tipos celulares y dominios subcelulares, determinando su pap

1. Membranas
celulares
BIOLOGÍACELULAR
ETMP060
TECNOLOGÍA MÉDICA
2023
TM. Fernanda López M., PhD
fernanda.lopez@uach.cl

2. Objetivo de
aprendizaje Identifica y
caracteriza los
componentes de las
membranas
celulares y su
función

3. Citoplasma
Citoplasma
Citosol
Citoesqueleto
Organelos
Retículo
endoplasmático
Aparato de Golgi
Lisosomas
Peroxisomas
Mitocondrias
Otros organelos
no membranosos

4. Membranas biológicas
Interfaces fluidas de naturaleza
hidrofóbica, formadas por
moléculas anfifílicas
(anfipáticas), que separan y
conectan dos medios
hidrofílicos de diferente
composición.

5. Componentes de las membranas
Bicapa lipídica
Proteínas
Hidratos de
carbono

6. Componentes lipídicos de las membranas
Fosfolípidos
Fosfoglicéridos Esfingolípidos
Glicolípidos Colesterol

7. Fosfolípidos
Cola apolar
(hidrofóbica)
• Ácidos grasos
(saturados y/o
insaturados)
Cabeza polar
(hidrofílica)
• Glicerol (fosfogliceridos)
• Grupo fosfato
✓ Lípidos más abundantes
(~70% de los lípidos de
membrana)
Cabeza
hidrofílica
Colas
hidrofóbicas
Cabeza
hidrofílica
Doble enlace
cis
Colina
Fosfato
Glicerol
Cola
de
ácidos
grasos

8. Fosfolípidos
Fosfolípidos neutros
• Fosfatidilcolina
• Fosfatidiletanolamina
• Esfingomielina
(esfingolípido)
Fosfolípidos con carga
• Fosfatidilserina ( - )
✓ Las membranas biológicas están
compuestas de distintos tipos
de fosfolípidos
Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfatidilcolina Esfingomielina
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
ÁCIDOS
GRASOS
CADENA
GRASA

9. Se disponen entre las moléculas
de fosfolípidos con el grupo OH
cercano a la cabeza polar
Colesterol
Esterol (tipo de esteroide)
Contiene anillos de carbono
rígidos → Aporta rigidez a la
membrana
Membranas plasmáticas
eucarióticas animales contienen
altas cantidades de colesterol
Anillos
esteroidales
rígidos
Cabeza polar
Cola de
hidrocarburo
apolar
Cabeza
polar
Región más
fluida
Región más rígida
por colesterol

10. Formación de membranas
Debido a su
estructura y anfifilia,
los fosfolípidos
forman bicapas
espontáneamente
en medios acuosos
Forma de la
molécula
Micela
Bicapa
lipídica
Agrupamiento de las
moléculas en agua
Agrupamiento de las
moléculas en agua
Agua

11. Formación de membranas
Bicapa de fosfolípidos plana con
bordes expuestos al agua
Compartimento cerrado
formado por una bicapa de
fosfolípidos
Energéticamente desfavorable
Energéticamente favorable
Las bicapas de
fosfolípidos
tienden a formar
compartimentos
espontáneamente
en medios acuosos

12. Fluidez de membranas
✓ A mayor cantidad de colesterol y proteínas, mayor rigidez de membrana
✓ A mayor temperatura, mayor fluidez
✓ A mayor grado de saturación de los ácidos grasos, mayor grosor de la membrana y menor fluidez
Cadenas de hidrocarburos
insaturados con doble
enlaces cis
Cadenas de hidrocarburos
saturados

13. Movimiento de los fosfolípidos
Difusión lateral
Rotación
Flexión
Flip-flop
(ocurre
raramente)

14. Lípidos raft “balsas lipídicas”
Microdominios de
membrana constituidos
por altas
concentraciones de
colesterol,
esfingolípidos y
glicolípidos con
cadenas de ácidos
grasos saturadas
Dominio raft Bicapa
lipídica
Citosol
Glicolípido
Proteína anclada
por GPI
Oligosacárido de
unión
Oligosacárido
de unión
Colesterol
✓ Algunas proteínas y lípidos específicos de la membrana se pueden concentrar formando regiones especializadas de
la membrana más rígidas
✓ Implicadas en el transporte vesicular y en los mecanismos de señalización

15. Asimetría de las membranas biológicas
Diferencia en la distribución de lípidos entre ambas caras de una bicapa
Colesterol se distribuye de manera similar en ambas caras de bicapa de la membrana plasmática
Glicolípidos se distribuyen en la cara opuesta a la citosólica
✓ Distribución asimétrica de componente genera funcionalidad y carga diferente en ambas caras de la bicapa
Extracelular
Citosol
Bicapa
lipídica
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Fosfatidilcolina
Esfingomielina

16. Asimetría de las membranas biológicas

17. Variabilidad de las membranas biológicas
✓ Membranas distintas tienen composición
relativa distinta

18. Composición de las membranas biológicas
Basolateral
Canalicular
Sinusoidal
✓ Dentro de una misma membrana podemos encontrar dominios de distinta composición y función

20. Funciones de los lípidos de membrana
Compartimentalización y
protección
✓ Separación de medios intra y extracelular
✓ Separación de organelos y citoplasma

21. Carbohidratos asociados a membrana
Glicoproteínas
Glicolípidos
✓ Se encuentran en la cara externa de la membrana plasmática
Capa de
carbohidratos Citosol Núcleo Membrana plasmática

22. Carbohidratos asociados a membrana: estructura
Glicoproteínas Glicolípidos
✓ Son hidrofílicos, se encuentran asociados a otras moléculas que permiten su unión a la membrana.
Proteoglicanos
Capa de
carbohidratos
Bicapa
lipídica
CITOSOL
Glicoproteína
transmembrana
Glicoproteína
periférica
Proteoglicano
transmembrana
Glicolípido
Azúcar
Glicolípido

23. Glicoproteínas
Glicolípidos
Oligosacáridos Bacteria
Bacteria Toxinas
Virus Hormonas
✓ Participan en el reconocimiento intercelular, la adhesión, soporte estructural, entre otros.
Carbohidratos asociados a membrana: función

24. Proteínas de membrana
Componente (porcentaje en peso)
Componente (porcentaje en peso)
Lípidos Proteínas
Membrana plasmática
Complejo de Golgi
Retículo endoplasmático
rugoso
Carioteca
Membrana mitocondrial
externa
Membrana mitocondrial
interna

25. • Proteínas periféricas
✓ Proteínas son extraídas
fácilmente con soluciones
salinas concentradas
• Proteínas integrales
✓ Proteínas son extraídas al
disolver los lípidos con
detergentes
Proteínas de membrana: clasificación

26. Integrales (1, 2, 3, 4, 5 y 6)
Integrales de
transmembrana (1, 2 y 3)
Periféricas (7 y 8)
Bicapa
lipídica
Citosol
Proteínas de membrana: clasificación

27. Bicapa
lipídica
Citosol
Acil-proteínas (1 y 5)
Glicosilfosfatidilinositol -
proteínas (GPI) (6)
Glicoproteínas (6)
Proteínas de membrana: clasificación

28. Funciones de las proteínas de membrana
Transporte
✓ Membranas son semipermeables:
transporte de sustancias hacia el intra
y extracelular

29. Recepción y transmisión de
señales
✓ Receptores de membrana
se unen a hormonas y otros
mensajeros extracelulares
Funciones de las proteínas de membrana

30. Unión y comunicación
✓ Unión y comunicación
entre células y entre células
y matriz extracelular
Funciones de las proteínas de membrana

31. Puntos claves
• Membranas están
compuestas por diferentes
tipos de moléculas.
• Fosfolípidos, colesterol,
proteínas e hidratos de
carbono
Mosaico
Modelo del mosaico fluido
Singer y Nicolson 1972

32. Puntos claves
Modelo del mosaico fluido
Singer y Nicolson 1972
• Una misma membrana
tendrá diferentes
componentes entre sus 2
monocapas
Asimetría

33. Puntos claves
Modelo del mosaico fluido
Singer y Nicolson 1972
• Membranas se encuentran en
estado intermedio entre líquido y
sólido
• La fluidez puede variar y
depende de varios parámetros:
temperatura, saturación de
ácidos grasos, cantidad de
colesterol y proteínas
Fluidez

34. Puntos claves
Modelo del mosaico fluido
Singer y Nicolson 1972
• Membranas con cantidades
distintas de lípidos,
proteínas y carbohidratos.
• Distintos dominios de
membranas (ej. lípidos raft)
Dinámica y variable

35. Funciones de las membranas biológicas
Compartimentalización
y protección
Transporte
Recepción y
transducción de señales
Unión y
comunicación célula-
célula y célula-matriz

36. • Alberts, B. et al. (2015). Biología Molecular de la Célula, Editorial
Omega, 6ª edición. Capítulos 10 y 11.
Bibliografía recomendada