La membrana celular cumple tres funciones principales: 1) Aísla el citoplasma del ambiente externo, 2) Regula el intercambio de sustancias, 3) Permite la comunicación con otras células. Está compuesta por lípidos, proteínas y carbohidratos. Los lípidos principales son los fosfolípidos y el colesterol. Las proteínas pueden ser integrales o periféricas y cumplen funciones como el transporte y la transducción de señales. La fibrosis quística se debe a un defecto en el gen que

1. I Curso introductorio de Ciencias
Básicas con Aplicación Clínica
 MEMBRANA CELULAR
FRANCISCO LOAYZA LOZANO

Medicina Humana Promoción 2013
Enero 2014
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6. COMPETENCIAS
 Conocer la estructura y función de la
membrana celular.
 Describir los principios que gobiernan la
formación de las membranas a partir de sus
componentes.
 Explicar como la fluidez de las membranas
puede atribuirse a la propiedades de sus
componentes.
 Importancia de las membranas.Aplicación
clínica: Fibrosis quística.
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7.  MEMBRANAS BIOLÓGICAS
 Estructuras laminares,
finas,flexibles
relativamente estables
que rodean a todas las
células y a los
orgánulos.
 Polímeros
bidimensionales no
covalentes que crean
superficies químicas
reactivas con funciones
de transporte
singulares.
 Componentes celulares
versátiles y dinámicos
integrados de forma
compleja en procesos
biológicos.
7

8. 8

9.  FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS
BIOLÓGICAS
 Permite la presencia de actividades
especializadas sin interferencia externa y
permite la regulación independiente de las
distintas actividades celulares.
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10.  FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS
BIOLÓGICAS
 Barrera física selectiva y sensible.
 Transporta iones y moléculas.
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11. FUNCIONES DE LAS
MEMBRANAS BIOLOGICAS
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12.  Sitio para actividades bioquímicas.
 Transducción de energía.
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13. 13

14. FUNCIONES DE LAS
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Transducción de señales.
Respuesta a señales externas de receptores tales como HORMONAS,
FACTORES DE CRECIMIENTO, NEUROTRANSMISORES.
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15. Interacción intercelular.
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16. 16

17. Jobs of the cell membrane:
 Isolate the cytoplasm from the external
environment
 Regulate the exchange of substances
 Communicate with other cells
 Identification
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18. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
Todas la membranas tienen 2 componentes
principales asociados en forma no covalente,
lípidos y proteínas y además carbohidratos.
La proporción y clase de ellos varía entre los
tipos celulares y entre los orgánulos dentro
de la célula.
Lípidos: fosfolípidos y colesterol.
Proteínas : extrínsecas e intrínsecas.
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19. 19

20. 20

21. 21

22. 22

23. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
• FOSFOLÍPIDOS
Fosfoglicéridos
* Fosfatidilcolina, posición 1:palmítico (16:0) y esteárico (18:0)
posición 2: oleico, linoleico o linolénico.
* Fosfatidiletanolamina,
* Fosfatidilserina
* Fosfatidilinositol
* Fosfatidilglicerol, gran cantidad en membrana mitocondrial, precursor de
cardiolipinas (mitocondrias y bacterias).
•
Esfingolípidos: *esfingolmielina y *glucolípidos
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24.  FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
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25. ( Colas hidrofóbicas
dirigidas hacia el
interior)
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26. ESTRUCTURA DEL COLESTEROL






Muy baja solubilidad en agua.
Alta solubilidad en sangre debida a
proteínas (LDL y HDL).
Precursor de:
Ácidos biliares
Hormonas esteroideas: estrógenos,
progesterona,
corticoides,
aldosterona, testosterona).
Vitamina D.
 FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
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27. COLESTEROL
Mejora la fluidez de
la membrana.
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28. MOVIMIENTOS DE LOS LÍPIDOS
• Rotación: girará en torno a
su
eje.
Es
frecuente,
responsable en parte de otros
movimientos.
• Difusión lateral:
Es el
movimiento más frecuente.
• flip-flop: movimiento de una
monocapa a la otra, gracias a
las flipasas. Es el menos
frecuente, (energéticamente
más desfavorable)
• Flexión: son los movimientos
producidos por las colas
hidrófobas de los fosfolípidos.
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29. MOVIMIENTOS DE LOS LIPIDOS
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30. 30

31. 31

32.  BALSAS
LIPÍDICAS:
NANODOMINIOS con
asociaciones estables entre
esfingolípidos y colesterol.
Forman una fase lipídica más
densa, que constituyen zonas
especiales que funciones como
«balsas» que flotan entre el
conjunto de los demás lípìdos
Favorecen la transducción
de señales extracelulares al
actuar como estructuras de
andamiaje donde convergen
distintos elementos
implicados en las vías de
señalización.
 FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
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33. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
• Responsables de las características de las membranas biológicas:
1. FLUIDEZ DE LA MEMBRANA, resistencia de los componentes de la
membrana al movimiento.
• El movimiento lateral rápido de los fosfolípidos, sería responsable del
funcionamiento adecuado de muchas proteínas de membrana.
• El flip-flop, poco frecuente.
• La fluidez es determinada por el grado de insaturación y tamaño de los
AG.
• El colesterol puede afectar
la fluidez de la membrana.
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34. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
2. PERMEABILIDAD SELECTIVA, por su naturaleza hidrófoba,
las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos,
proporcionan una barrera virtualmente impermeable al
transporte de sustancias iónicas y polares.
• Proteínas de membrana regulan el movimiento de esas
sustancias.
3. CAPACIDAD DE REHACERSE, cuando las bicapas se
rompen, Inmediatamente y espontáneamente se
recomponen.
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35. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
4. ASIMETRIA, En la cara externa del eritrocito predomina la
fosfatidilcolina y esfingomielina y en el lado citoplasmático hay
fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilinositol.
• Los glicolípidos están restringidos a la cara externa.
• La fluidez de la membrana se ve limitada por la asimetría.
La asimetría puede tener un papel funcional:
• Mantener y regular las propiedades de las proteínas de la
membrana.
• Mantener la distribución de carga entre las dos hojas de la
bicapa.
• Proveer un depósito intracelular para cationes esenciales.
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36. 36

37. PROTEÍNAS DE MEMBRANA
• Se sitúan asimétricamente.
• FUNCION




Acarreadores o transportadores
Receptores
Anclaje
Enzimas
• Por su relación con la bicapa, se agrupan
en:
* Integrales (monotópicas, bitópicas, politópicas)
* Periféricas
* Ancladas.
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38.  PROTEÍNAS

INTEGRALES
Monotópicas: expuestas en una sola superficie de la membrana, (citb5).
Bitópicas: atraviesan una sola vez la membrana, expuestas en ambos lados
(receptores).
Politópicas: poseen más de un segmento dentro de la membrana (canales
iónicos, el pigmento fotosensible de los bastoncillos de la retina)

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39. PROTEÍNAS INTEGRALES
• EJ.
RECEPTORES ACTIVADOS POR LIGANDO ( Por
ej. Para hormonas o neurotransmisores)
 Proteínas de transporte ( Na+-K+ATPasa)
Poros
Canales iónicos.
Proteínas de unión a GTP ( Proteínas G)
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40. PROTEÍNAS INTEGRALES
• GLICOFORINA
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41. PROTEÍNAS INTEGRALES
BACTERIORODOPSINA
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42. PROTEÍNAS INTEGRALES
• CONEXINAS
42

43. PROTEÍNAS INTEGRALES
43

44. PROTEÍNAS

PERIFÉRICAS
•
Se localizan por completo fuera de la bicapa, mediante enlaces no
covalentes.
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45. Proteínas PERIFÉRICAS de membrana
• Ej:
ANQUIRINA
Ancla el citoesqueleto de los eritrocitos a una
proteína integral de transporte de membrana.
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46. 46

47. 47

48. PROTEÍNAS DE MEMBRANA


•
•
ANCLADAS A LÍPIDOS
Unidas covalentemente a lípidos.
*En la cara externa mediante un oligosacárido corto unido a (GFI)
glucofosfatidilinositol.
* En el lado citoplasmático, ancladas a largas cadenas de ácidos grasos integrados a
la bicapa.
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49.  FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13
UNMSM
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50. 50

51. • La ANQUIRINA es :
a) Un lípido de membrana
b) Una proteína integral
c) Una proteína periférica
d) Un carbohidrato de membrana
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52. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
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53. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
 Unidos por enlaces covalentes a los componentes lipídicos y
proteínicos.
 Según el tipo de célula varían de 2 –10 % del peso.
 Todos los carbohidratos de la membrana plasmática se encuentran
en el espacio extracelular.
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54. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
 El ácido siálico confiere carga
negativa.
 Los carbohidratos ramificados
participan en la mediación de
las interacciones con otras
células.
 Los carbohidratos de los
glucolípidos determinan el
grupo sanguíneo.
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55. • Ser sitio de reconocimiento para
microorganismos es una función de :
a) Lípidos de membrana
b) Proteínas de membrana
c) Carbohidratos de membrana
d) Colesterol
e) Ninguna de las anteriores.
 FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
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57. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
CELULAR
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58. MEMBRANA DE LOS ERITROCITOS
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60. APLICACIÓN CLÍNICA
• UN CANAL IÓNICO EN LA FIBROSIS
QUÍSTICA
 La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria grave y
relativamente común en humanos.
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61.  Solo los individuos con 2 copias
defectuosas muestran los síntomas
graves de la enfermedad:
Obstrucción de los tractos
gastrointestinal y respiratorio,
que conduce normalmente a una
infección bacteriana y a la muerte
por una insuficiencia respiratoria a
una edad temprana.
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63. APLICACIÓN CLÍNICA
• El gen defectuoso en los pacientes con fibrosis quística
codifica una proteína de membrana llamada
REGULADOR DE LA CONDUCTANCIA
TRANSMEMBRANA DE LA FIBROSIS QUÍSTICA
( CFTR)
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67.  FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
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