Este documento describe la composición de las membranas biológicas. Las membranas están compuestas principalmente por lípidos como fosfolípidos y colesterol. También contienen proteínas y azúcares unidos a lípidos y proteínas. Las proteínas pueden ser transmembrana o periféricas y tienen funciones importantes como el transporte a través de la membrana. Los azúcares forman parte del glucocáliz que recubre la superficie celular.

1. MEMBRANAS
BIOLOGICAS
COMPOSICION
M. EN C. RAÚL HERRERA FRAGOSO
Fisiología animal

2. LIPIDOS
 La fosfatidilserina tiene una
carga negativa, a diferencia
de los demás que tienen
carga neutra a pH fisiológico.
 También están los
fosfatidiletanolamina pero se
hallan en pequeña cantidad.
 Los fosfolípidos son como un
disolvente tridimensional para
las proteínas de la
membrana.
 En las membranas de las
células bacterianas hay un
solo tipo de fosfolípidos, a
diferencia de las eucarióticas
que tienen más de un tipo de
fosfolípido.

3. MOVILIDAD
 FLIP-FLOP: pueden saltar de
una monocapa a la otra, pero se
produce poco porque requiere
gran gasto de energía
 DIFUSIÓN LATERAL: cambian
de lugar con fosfolípidos vecinos,
dentro de la misma monocapa
unas 107 veces por segundo.
Esto da lugar a la difusión lateral
de los fosfolípidos, a unos 10-8
cm2/seg.
 ROTACIÓN: giran sobre su eje
longitudinal con rapidez.
 FLEXIÓN: Separación y
aproximación de los extremos de
las colas, por flexión de las
cadenas carbonadas de los
ácidos grasos.

4. SINTESIS DE FOSFOLIPIDOS
 Se sintetizan
principalmente en la
monocapa citosólica de la
membrana del Retículo
Endoplásmico. Pasan
hacia la otra monocapa,
para que no se acumulen
fosfolípidos en una
monocapa, por medio de
una enzima unida al
Retículo Endoplásmico,
que cataliza el flip-flop de
los fosfolípidos formados
específicos de la
monocapa. Dicha enzima
se llama
TRANSLOCADORA DE
FOSFOLÍPIDOS

5. COLESTEROL
 refuerza el carácter
de barrera permeable
de la bicapa lipídica, y
principalmente afecta
sobre la fluidez de la
membrana.
 reduce la movilidad
de los primeros
grupos CH2 de las
cadenas
hidrocarbonadas de
los ácidos grasos de
los fosfolípidos.

6. AZÚCARES
 Las moléculas de azúcares de la
membrana plasmática son los
GLUCOLÍPIDOS.
 Se encuentran exclusivamente en la
mitad no citoplasmática de la bicapa
lipídica, donde se autoasocian
conformando microagregados
mediante la formación de enlaces de
hidrógenos entre ellas.
 En la membrana plasmática los grupos
de azúcar quedan al descubierto en la
superficie de la célula donde
desempeña un tipo de función en las
interacciones de la célula con su
entorno.
 La distribución asimétrica de
glucolípidos en la bicapa resulta de la
adición de grupos de azúcar en las
moléculas lipídicas en el lumen del
complejo de Golgi que
topográficamente equivale a exterior

7. FUNCION
 Gangliósidos: tiene carga
negativa. Son abundantes en las
células nerviosas y tiene
importancia por su carga. Su
presencia alteraría el campo
eléctrico a través de la
membrana y de iones en su
superficie externa. Pueden tener
papel en aislamiento eléctrico ya
que se hallan en la cara no
citoplasmática de la bicapa de la
membrana mielínica, que aísla
eléctricamente los axones de las
células nerviosas.
 En las células epiteliales
intestinal se halla en la superficie
apical de la membrana de la
célula, donde protege la
membrana de condiciones
adversas como pH bajo y
enzimas digestivas

8. GLUCOCÁLIZ
 las proteínas de membrana no sobresalen
desnudas al exterior celular, sino que
están cubiertas por carbohidratos
presentes en la superficie de todas las
células eucarióticas.
 Estos carbohidratos son cadenas de
oligosacáridos unidas covalentemente a
las proteínas de membrana
(glucoproteína)y a los lípidos
(glucolípidos)y, como cadena de
polisacáridos de moléculas de
proteoglucanos integrales de membrana.
 Los proteoglucanos consisten en largas
cadenas de polisacáridos unidas
covalentemente a un núcleo proteico; se
encuentran principalmente en el exterior
celular como parte de la matriz
extracelular. Pero en el caso de los
proteoglucanos integrales de membrana,
el núcleo proteico se extiende a través de
la bicapa o está anclado a la bicapa
mediante un glucosilfosfatidilinositol (GPI).

9. glucocáliz
 El término glucocáliz se usa para
referirse a la zona de superficie celular
rica en carbohidratos. El Glucocáliz
contiene (además de carbohidratos
unidas a las proteínas intrínsecas de la
membrana) glucoproteínas y
proteoglucanos que han sido
secretados al espacio exterior y que
luego son adsorbidos en la superficie
celular. Muchas de estas
macromoléculas adsorbidas son
componentes de la matriz extracelular.
 Las cadenas laterales de
oligosacáridos de las glucoproteínas y
de los glucolípidos son diversas en
cuanto a los azúcares. Generalmente
contienen menos de 15 residuos
glucídicos, a menudo están ramificados
y los azúcares pueden estar unidos
entre sí por enlaces covalentes

10. PROTEÍNAS
 Las proteínas si bien se
hallan, en la membrana
plasmática, en menor
cantidad que los lípidos,
tienen funciones
específicas. En la
superficie celular pueden
estar relacionadas a
cadenas con carbohidratos
(glucoptroteínas) formando
parte del glucocáliz.
 Las proteínas de
membrana pueden estar
relacionadas a la
membrana de diferentes
maneras

11.  Proteínas transmembrana (1 y 2): Es una proteína
anfipática. Ya que las regiones de la proteínas son
hidrofóbicas interacciona con las colas de los fosfolípidos
vecinos en el interior de la bicapa; y las regiones
hidrofílicas quedan expuestas a ambos lados de la
membrana hacia el medio acuoso.
 Algunas de estas proteínas pueden tener una o más
uniones covalentes a cadenas de ácidos grasos
insertadas en la mitad citoplasmática de la bicapa. Estas
uniones aumentan el carácter hidrofóbico de las proteínas
transmembrana (1).
 Las parte hidrofóbica de las proteínas transmembrana
tiene aminoácidos de cadena lateral no polar. Y como las
uniones peptídicas son en sí polares, todas las uniones
peptídicas de las parte hidrofóbica, tienden a formar
enlaces hidrógeno entre sí; éstas se maximizan si la
cadena polipeptídica adopta forma de hélice regular al
cruzar la bicapa.
 Proteínas transmembrana de paso único, cuando
atraviesan una sola vez la bicapa y, de proteínas de paso
múltiple si la cadena atraviesa bicapa varias veces, y
tienen varios segmentos hidrofóbicos intercalados con
segmentos hidrofílicos. Ejemplo: bacteriorrodopsina,
atraviesa la bicapa en forma de 7 hélices en la membrana
de la bacteria Halobacterium halobium y es una bomba de
protones.

12.  Hay proteínas de membrana, no transmembrana, se localizan en el citosol y se asocian
a la membrana sólo a través de una o más cadenas de ácidos grasos a las que se unen
covalentemente o por otro tipo de cadenas lipídicas llamadas “grupos prenil” (3). Este
tipo de proteínas se generan como proteínas solubles en el citosol y luego se trasladan
directo a la membrana uniéndose al grupo lipídico.
 Otras proteínas (4) de membrana quedan expuestas en la superficie celular externa,
ancladas a la bicapa por medio de unión covalente, por medio de un oligosacárido
específico, al fosfatidilinositol de la monocapa lipídica externa de la membrana
plasmática. Estas proteínas se sintetizan en el RE como proteínas transmembrana de
paso único, luego el segmento transmembranoso se escinde y se le añade un
glucosilfosfatidilinositol (GPI), así la proteína queda unida a la superficie no
citoplasmática de la membrana sólo por medio del anclaje. (el GPI se reconoce por uso
de fosfolipasa C específico para GPI)
 Algunas proteínas de membrana están unidas a una o a otra cara de la membrana
mediante interacciones no covalentes con otras proteínas de membrana (5 y 6).

13.  Proteínas periféricas: de la membrana, las que no son transmembrana, pueden ser
liberadas mediante procedimientos de extracción relativamente suaves (de alta o
baja fuerza iónica o de pH extremo) que interfieren en las interacciones proteicas
pero mantienen intacta la bicapa lipídica.
 Proteínas integrales: proteínas transmembrana, como varias proteínas unidas a la
bicapa por cadenas de ácidos grasos y otras íntimamente ligadas a la membrana,
que no pueden ser liberadas por éstos métodos.
 Difusión de la proteínas: las proteínas no hacen flip-flop a través de la bicapa, sino
que giran alrededor de un eje algo perpendicular al plano de la bicapa: difusión
rotacional. También son capaces de desplazarse lateralmente por la membrana:
difusión lateral. La velocidad de difusión varía según la proteína pero generalmente
es de una décima o centésima parte de la velocidad que alcanzan las moléculas de
fosfolípidos de la misma membrana.
 Agrupamientos o patching: cuando los ligandos, como los anticuerpos, que tienen
más de un sitio de unión (ligandos multivalentes) se unen a proteínas específicas de
la superficie celular, las proteínas tienden a agregarse, mediante enlaces cruzados,
formando grandes grupos o patches, lo cual indica que las proteínas son capaces de
desplazarse lateralmente por la bicapa lipídica.
 Caperuzas: Una vez formados los agregados en la superficie de una célula capaz de
moverse, como un leucocito, son trasladados activamente a uno de los polos
celulares, formando una caperuza.