Universidad de San Martin de Porres Filial Norte Facultad de Medicina Humana – Esc. Esc. Medicina Humana
1. La membrana plasmática es muy impermeable a todas las moléculas cargadas. Explique por qué.
La permeabilidad depende principalmente de la carga eléctrica y, en menor medida, de la masa molar. Moléculas pequeñas o con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Además, la membrana es selectiva, selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de los siguientes factores:
Las sustancias que se disuelven en los lípidos Solu bil idad en l os lípid os : Las
Tam añ o : la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, Las Carga: a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora
Tamb ié n d epend en d e los tipo s d e pro teínas en la mem bran a
Canales : canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos.
: se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan al otro Transportadoras lado donde la liberan.
2.
Las propiedades de la bicapa lipidica están determinadas por las estructuras de sus moléculas lipidicas. Predecir cuales serian las propiedades de la bicapa lipidica, si sucediera lo siguiente (cada una en forma independiente)
a.
Todas las cadenas de ácidos grasos fueran saturadas.
Al solo existir cadenas hidrocarbonadas saturadas la membrana se volvería una sola sola capa sólida y compacta; impidiendo la movilidad de los lípidos en el plano de la bicapa. Las cadenas estarían mucho mas juntas, con ello la membrana se volvería mucho más impermeable impidiendo de esta forma el intercambio de sustancias, el intercambio de sustancias en la célula se vería restringido. Al solo existir cadenas saturadas, la membrana perdería su principal característica, la fluidez y con ello la célula no podría sobrevivir, ya que esta nueva capa no le permitiría cumplir con las funciones de crecer y reproducirse.
b.
Todas las cadenas de ácidos grasos fueran insaturadas.
Las cadenas estarían más separadas, por lo tanto la membrana sería más permeable, perdiendo la capacidad de selectividad.
Al solo existir cadenas hidrocarbonadas insaturadas, la membrana se volvería excesivamente fluida y perdería su forma.
La célula no podría soportar estar en medios de temperaturas un poco altos como nuestro medio fisiológico
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3.Los rafts contienen gran cantidad de colesterol y esfingolipidos y se piensa que el colesterol juega un rol principal en la formación de rafts pues aparentemente los rafts no se forman en ausencia del colesterol. ¿Por qué cree que el colesterol es esencial en la formación de rafts lipidicos? (SUGERENCIA) Los esfingolipidos (aparte de la esfingomielina) tienen una cabeza muy grande compuesta por varias moléculas de azucares.
Una balsa lipídica o raft lipídico es un microdominio de la membrana plasmática,Al presentar fosfolípidos saturados estos disminuyen la fluidez de la membrana celulares pos eso que su fluidez es mucho menor a la de su entorno. Se encuentran enriquecidos en colesterol, fosfolípidos saturados y proteínas de membrana Los Rafts pueden ser desestabilizados por el metil-B-ciclodextrina, que reduce el colesterol de la membrana. Esto probaría la importancia de colesterol en el mantenimiento de la integridad de los Rafts. Las balsas de lípidos son dominios moleculares situados en la membrana plasmática, que se encuentran enriquecidos en colesterol, fosfolipidos saturados y proteínas de membrana. Al presentar fosfolipidos saturados estos disminuyen la fluidez de la membrana celular, es por esto que los rafts presentan una fluidez menor a la de su entorno.
NOTA: se cree que las balsas lipídicas proporcionan un ambiente local favorable para que los receptores de la superficie celular interactúen con otras proteínas de membrana que trasmiten señales del espacio extracelular al interior de la célula. Ejm: Las proteínas que intervienen en la enfermedad de Alzheimer, la proteína precursora de amiloide y la secretasa gamma podrían tener preferencia por concentrarse en las balsas lipídicas. Esto podría explicar el por qué los fármacos que reducen el colesterol disminuyen el riesgo de desarrollar esta enfermedad. Los niveles más bajos de colesterol conducirían a un descenso de la formación de balsas, lo que a su vez es probable que atenuara la producción de péptido beta amilodie causante de la enfermedad
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Universidad de San Martin de Porres Filial Norte Facultad de Medicina Humana – Esc. Medicina Humana 4. Si un huevo de rana y un glóbulo rojo se colocan en agua destilada, el glóbulo rojo se hinchará hasta reventar, pero el huevo de rana permanecerá intacto. Aunque el huevo es casi un millón de veces el tamaño del glóbulo rojo, ambos tienen concentraciones idénticas de iones por lo que las fuerzas osmóticas trabajando son las mismas. ¿Por qué cree usted que el glóbulo rojo se rompe y el huevo no?
Cuando sumerges un glóbulo rojo en un recipiente con agua destilada(medio hipotónico) pasa un proceso llamado turgencia, esto quiere decir que el solvente del agua destilada (H2O) va a entrar en la célula haciéndola reventar, esto pasa ya que la concentración de soluto dela célula es mayor.
En el caso del huevo de rana pasará algo parecida en un primer momento, la diferencia es que la membrana celular del huevo es semipermeable o selectiva y al pasar el solvente hacia el medio intracelular y alcanzar una presión mayor a la presión osmótica ocurrirá lo que se llama una ósmosis inversa y la solución del medio intracelular pasará hacia el medio extracelular.
Además de la concentración de iones, el intercambio de líquidos también depende de la superficie de contacto.
OBSERVACION: Si analizamos la relación superficie/volumen de cada celula, veremos que esmas grande en el glóbulo rojo por lo tanto el agua puede penetrar a mayor velocidad porque hay una mayor superficie de contacto en relación con todo el volumen de la celula; asi que se dilata tan rápido que las moléculas de la membrana terminan separándose tanto como revientan. Al huevo de rana también entrara agua pero con menor velocidad relativa, por eso su volumen total también aumenta pero muy lentamente comparado con el glóbulo.
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Universidad de San Martin de Porres Filial Norte Facultad de Medicina Humana – Esc. Medicina Humana 5. Los canales de K+ típicamente transporta iones de K+ más de 1000 veces mejor que los iones de Na+. Sin embargo ambos iones tiene la misma carga positiva y son casi del mismo tamaño (0.133nm para el K+ y 0.095nm para Na+). Describa brevemente cómo un canal de K+ logra discriminar los iones de Na+.
Todos los canales iónicos exhiben especificidad por iones particulares: los canales del K⁺ permiten entrar a los iones K⁺ pero no a los iones Na ⁺ estrechamente emparentados, mientras que los canales del Na ⁺ admiten Na⁺ pero no K⁺. Pero ¿Cómo se determinó esta hipótesis? Mediante un estudio en canales de K+ en células bacterianos. La determinación de la estructura tridimensional de un canal del K ⁺ bacteriano reveló por primera vez cómo se logra esta exquisita selección de iones. Al igual que otros canales del K+, los canales bacterianos del K ⁺ están constituidos por cuatro subunidades idénticas dispuestas simétricamente alrededor de un poro central. Cada subunidad contiene dos hélices a que atraviesan la membrana (S5 y S6) y un segmento P corto (dominio formador del poro) que penetra parcialmente la bicapa. En el canal tetramérico del K+, las ocho hélices a transmembrana (dos de cada subunidad) forman una "tienda invertida", lo que genera una cavidad llena de agua llamada el vestíbulo en la porción central del canal. Cuatro asas extendidas que son parte de los segmentos P forman el verdadero filtro de selectividad de ion en la parte estrecha del poro cerca de la superficie exoplasmática por encima del vestíbulo. Evidencias sustentan el papel de Segmentos pe en la selección de iones. 1. la secuencia de aminoácidos del segmento P es altamente homóloga en todos los canales del K⁺ conocidos y diferente de la de otros canales iónicos 2. Mutacion de aminoácidos en este segmento altera la capacidad de un canal del K+ para distinguir el Na+ del K+. 3. reemplazar el segmento P de un canal bacteriano de K ⁺ por el segmento homólogo de un canal del K ⁺ de mamífero produce una proteína quimérica que exhibe una selectividad normal para el K ⁺ por encima de otros iones. Entonces, como conclusión, se cree que todos los canales de K+ utilizan el mismo mecanismo para distinguir el K+ por encima de otros iones. La capacidad del filtro de selectividad iónica de los canales del K para seleccionar el K⁺ en lugar de Na⁺ se debe principalmente a los oxígenos de los carbonilos del esqueleto de los residuos de glicina ubicados en una secuencia Gly-Tyr-Giy que se halla en una posición análoga en el segmento P en todos los canales del K⁺ conocidos. A medida que un ion K⁺ entra en el angosto filtro de selectividad, pierde el agua de hidratación pero se une a ocho oxígenos del esqueleto carbonilo, dos del asa extendida en cada segmento P que reviste el canal. Como resultado, se necesita una energía de activación relativamente baja para el pasaje de iones K ⁺ a través del canal.
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