Cuestionario Seminario Semana Nº 4 1.
Respuesta
a) Todas las cadenas de ácidos grasos fueran saturadas. La membrana celular se volvería menos fluida porque, al haber sólo enlaces saturados en los fosfolípidos, sus colas estarían más rigidas. En consecuencia, se impediría intercambio de sustancias por difusión simple a través de la membrana, es decir, la membrana se volvería impermeable.
b) Todas las cadenas de ácidos grasos fueran MUY insaturadas. La membrana se volvería más fluida porque, los enlaces dobles crearían “flexiones” en las colas de los fosfolípidos, lo que a su vez haría que se debiliten las interacciones de Van der Waals. Por consiguiente, la membrana se volvería demasiado permeable y ya no podría regular adecuadamente el intercambio de sustancias. c) Cada molécula de lípido lípido estuviera unida covalentemente por su cola de carbono a la cola de carbono de la molécula de lípido de la monocapa opuesta. La membrana plasmática se volvería mucho más rígida y menos flexible. Los enlaces débiles hidrófobos que unen a los fosfolípidos les permiten moverse libremente y en todas direcciones, pero si fuera covalente el enlace que los mantiene unidos, no le daría fluidez a la membrana ya que el covalente es un enlace mucho más fuerte y la célula para romperlo y permitir el intercambio de sustancias tendría que incurrir en un mayor gasto de energía. Además, las interacciones inter acciones hidrófobas hidrófob as son las responsables res ponsables de que las colas co las fosfolipídicas se oculten dentro de la bicapa y tenga esa posición específica, por lo que no se podría podría formar la bicapa lipídica ordenadamente y solo se dejaría ingresar a sustancias polares. 2. Respuesta
Los rafts contienen gran cantidad de colesterol y esfingolípidos 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 lipídicos? (SUGERENCIA) Los esfingolípidos (a parte de la esfingomielina) tienen una cabeza muy grande compuesta por varias moléculas de azúcares. El resultado de estudios recientes ha desafiado la creencia mantenida durante mucho tiempo de que los lípidos se mezclan de manera aleatoria en casa hojuela de una bicapa. El primer indicio de que los lípidos pueden estar organizados
dentro de las hojuelas fue el descubrimiento de que los residuos que quedaban luego de la extracción de las membranas plasmáticas con detergentes contenían dos lípidos: colesterol y esfingomiclina. Debido a que estos dos lípidos se encuentran en bicapas mas ordenadas y menos fluidos, los investigadores formularon la hipótesis de que forman microdominios, denominados raft, rodeados por otros fosfolipidos mas fluidos que son fácilmente extraidos por detergentes. La evidencia bioquímica y microscópica avala la existencia de rafts lipidicos en membranas nturales. Por ejemplo, la microscopia fluorescente revela agrupaciones de lípidos y proteínas especificas de rafts en la membrana. Si bien los rafts lipidicos son heterogenos en tamaño, tienen un diámetro típico de 50nm. Estos rafts pueden ser desestabilizados por metil-b- ciclodextrina, que reduce el colesterol de la membrana, o por antibióticos, como la filipina, que secuestran al colesterol tales descubrimentos indican la importancia del colesterol en el mantenimiento de la integridad de los rafts. Además del enriquecimiento en colesterol y esfingolipidos, los rafts lipidicos están enriquecidos en muchos tipos de proteínas señalizadoras que se unen a los receptores y sn activadas por ellos. Estos complejos proteínas.lipidos solo pueden formarse en el ambiente bidimensional de una bicapa hidrófoba y, como se explica se cree que facilita la detección de señales quimicas del ambiente externo y la activación subsecuente de eventos citosolicos. Balsas lipidicas= lipid rafts
3. Respuesta
Proteinas periféricas corresponde al 30% de las proteínas. Se encuentran a ambos lados de la bicapa lipídica. Están débilmente ligadas a la superficie de la bicapa por un solo enlace covalente con un ácido graso de los lípidos o por interacciones no covalente (fuerzas hidrofóbicas). Se encuentran en la hemimembrana interna, en su mayoría son enzimas. Las de la capa externa (son escasas) pueden unirse a un oligosacárido que a su vez se puede unir a dos ácidos grasos de una molécula de fosfatidil-inositol. sin embargo en el otro caso de las proteínas, los residuos hidrofóbicos de los aminoácidos quedan orientados, en su plegamiento, hacia el interior de la molécula, en contacto con sus semejantes y alejados del agua. Es una cadena de aminoacidos con un estructura tridimensional defini y estable, estas no pierden su solubilidad y no precipitan. En consecuencia, la internalización de los grupos hidrófobos aumenta la aleatoriedad del sistema 'proteína más agua' y, por consiguiente, produce un aumento de entropía al doblarse. Este aumento de entropía produce una contribución negativa a la energía libre del plegado y aumenta la estabilidad de la estructura proteica. 4. Respuesta -
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En todas las células, la membrana plasmática actúa como una barrera de permeabilidad que previene la entrada de materiales no deseados desde el ambiente extracelular y la salida de los metabolitos necesarios. Las proteínas de transporte de membrana, específicas de la membrana plasmática, permiten el el pasaje de nutrientes hacia el interior de la célula y de los desechos metabolicos hacia el exterior; otras funcionan para mantener el la composición ionica y el pH del citosol apropiados. La membrana plasmática es muy permeable al agua pero poco permeable a las sales y a las moléculas pequeñas, como los azucares y los aminoácidos. Debido a la osmosis, el agua se mueve a través de las membranas semipermeables desde una concentración baja de soluto (concentración alta de agua) hacia una de concentración alta en soluto (concentración baja de agua) hasta que las concentraciones totales de soluto y, por ende, de agua en ambos lados sean iguales. En condiciones normales in vivo, los canales de iones de la membrana plasmática controlan el movimiento de iones hacia el interior y hacia el exterior celular de manera de que no haya movimiento neto de agua y se mantenga el volumen habitual de la célula.
Como podemos ver en la figura, muy pocas moléculas o ningún ion pueden cruzar una bicapa fosfolipidica pura a velocidades apreciables por difusión pasiva. Así el transporte de la mayoría de las moléculas hacia dentro y hacia fuera de las células requiere de la asistencia de proteínas de membrana especializadas. Las bombas impulsabas por ATP son ATPasas que u tilizan la energía de la hidrólisis de ATP para movilizar iones o moléculas pequeñas a través de una membrana en contra de un gradiente de concentración química o un potencial eléctrico o ambos. Este proceso es conocido como transporte activo. Las proteínas canal transportan agua o tipos específicos de iones y moléculas hidrófilas pequeñas a favor de su concentración o del gradiente de potencial eléctrico. Este transporte asistido por proteínas se denomina difusión facilitada. Las proteínas canal forman un pasaje hidrófilo a través de la membrana por la cual se mueven simultáneamente múltiples moléculas de agua o iones, en una única fila a gran velocidad. Las transportadoras movilizan diversos iones y moléculas a través de las membranas celulares.
5. Respuesta
6. Respuesta
Cuando se abre el canal de potasio el potencial de la membrana se hace más negativo (hiperpolarización). El potasio está más concentrado en el interior de la célula, por ese motivo cuando se abren canales de potasio este ion tiende a salir por gradiente de concentración. Esto extrae cargas eléctricas positivas del interior de la célula, y deja el potencial de ésta más negativo. El potencial de equilibrio del potasio es de aproximadamente –100 mV, y cuando aumenta la permeabilidad a este ión el potencial de la membrana se acerca a este potencial de equilibrio. El sodio tiende a entrar en la célula por gradiente de concentración y por atracción electrostática, con lo que introduce en la célula cargas positivas y produce depolarización. Durante el potencial de acción, la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje hace que el potencial de la membrana se haga positivo (+30 mV), aunque en este caso queda algo más bajo que el potencial de equilibrio del sodio, porque los canales están abiertos durante un tiempo muy corto y no da tiempo a que se equilibren las cargas.
