BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR
MEMBRANA CELULAR. TRANSPORTE. FACTOR Y GRUPOS SANGUINEOS. DIABETES TIPOS I Y II
SEMESTRE 2017-II AUTORES:
Guitierrez Arenas, Ricky
Rosado Merino, Leslie
Tullume Llontop, Victor
GRUPO:
19:15 – 19:15 – 20:45 20:45 pm
PROFESOR:
Dr. Gordillo Carbonel, Jhonny Jhonny
1. La membrana plasmática es muy impermeable a todas las moléculas cargadas. Explique por qué Debido a su composición la membrana, la membrana plasmática es semipermeable y por lo tanto el transporte de sustancias a través de la membrana depende de varios factores entre los que destacan el tamaño y la polaridad. En cuanto a la polaridad, mientras las sustancias apolares atraviesan la m embrana sin ningún problema, las moléculas polares necesitan ser transportadas para poder atravesar la hidrofobicidad lipídica. También vale decir que el agua, pese a que es una molecular polar, es la que más fácil atraviesa la m embrana, gracias a unos poros llamados aquoporinas. 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, lo que significa que permite la entrada de algunas moléculas y restringe la de otras. La permeabilidad depende de ciertos factores:
-Solubilidad en lípidos -Tamaño: Las moléculas de gran tamaño no pasan por la membrana. -Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar por la membrana.
2. Las propiedades de la bicapa lipídica están determinadas por las estructuras de sus moléculas lipídicas. Predecir cuales serían las propiedades de la bicapa li pídica si sucediera lo siguiente (cada una en forma independiente): a. Todas las cadenas de ácidos grasos fueran saturadas. -La membrana se volvería una sola capa sólida y compacta, impidiendo la movilidad de los lípidos en el plano de la bicapa. -Las cadenas estarían mucho más juntas, con ello la membrana se volvería mucho más impermeable, el intercambio de sustancias en la célula se vería restringido. -La membrana perdería su principal característica, la fluidez, y con ello la célula no podría sobrevivir.
b. Todas las cadenas de ácidos grasos fueran saturadas. -Las cadenas estarían más separadas por lo tanto la membrana sería más permeable, perdiendo la capacidad de selectividad. Al sólo existir cadenas hidrocarbonadas insaturadas, la membrana se volvería excesivamente fluida y perdería su forma.
3. 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. Se ha observado que en la monocapa lipídica se forman continuamente pequeñas agrupaciones moleculares de colesterol en íntima relación con esfingolípidos. Estos esfingolípidos se caracterizan porque las cadenas carbonadas de ácidos grasos son largas y saturadas, y si a esto le sumamos el efecto que realiza el colesterol sobre la fluidez de la membrana, entonces se concluye que estos microdominios flotan y se desplazan sobre el mismo plano de la monocapa externa, por lo que se les ha dado el nombre de balsas lipídicas, las cuales se pueden fundir con otras semejantes para formar balsas de lípidos más grandes o, simplemente pueden disgregarse espontáneamente y desaparecer en fracciones de segundo. Se cree que los esfingolípidos que se concentran en la monocapa externa de la balsa tiene un efecto “organizador” sobre los lípidos localizados en la monocapa interna, puesto q ue allí también se agrupan fosfolípidos con ácidos grasos largos y saturados en íntima relación con otras moléculas de colesterol. Los glucolípidos se asocian por sus largas cadenas aciladas formando agrupaciones muy compactas estabilizadas por los puentes de hidrógeno que se producen entres sus cabezas azucaradas. De hecho los esfingolípidos, en especial los glucoesfingolípidos, tienen temperaturas altas de fusión debido a que sus cadenas hidrocarbonadas presentan un alto grado de saturación. El colesterol se intercala entre las cadenas hidrocarbonadas donde provoca una disminución de su flexibilidad y de esta forma compacta la bicapa lipídica. Este empaquetamiento de los esfingolípidos y el colesterol conduce a la formación de dominios dispersos que se encuentran en una fase similar a la fase líquida ordenada, que se denomina balsas o “rafts” dentro de la bicapa de las membranas. El colesterol actúa como un importante organizador de nanodominios o balsas lipídicas, los complejos glucoesfingolípidos - colesterol se manifiestan estrechamente empaquetados y se comportan como unidades o balsas dentro de la monocapa externa de la membrana plasmática. El cambio de la composición del colesterol de la membrana de la célula altera la asociación patrón y las propiedades de señalización de diversas moléculas. El colesterol se localiza entre las cadenas de ácidos grasos de los otros lípidos. Es importante para la estructura de la membrana puesto que junto con los esfingolipidos parece contribuir a formar heterogeneidades en la distribución molecular y también participa en ciertos procesos metabólicos vitales como la síntesis de hormonas esteroideas o de sales biliares, entre otras. Actúa como un importante coorganizador de nanodominios o balsas lipídicas. Los complejos de glicoesfingolipidos-colesterol se mantienen estrechamente empaquetados y se comportan como unidades o balsas dentro de la monocapa externa de la membrana plasmática, el cambio de la composición de colesterol de la membrana de la célula altera la asociación patrón y las propiedades de señalización de diversas moléculas
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?
-Al sumergir un glóbulo rojo en un recipiente de agua destilada (medio hipotónico), éste atravesará un proceso llamado “turgencia”, esto quiere decir que el agua destilada va entrar en la célula haciéndola reventar, debido a que la concentración de soluto de la célula es mayor. -En el caso del huevo de rana pasará algo parecido en un primer m omento, la diferencia es que la membrana 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 un proceso de “osmosis” y así la solución del medio intracelular pasará hacia el medio extracelular.
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+. Los átomos de óxigeno de la cadena principal que cubren el filtro de selectividad forman un apilamiento de anillos que provee una una serie de sitios estrechamente espaciados de dimensiones apropiadas para coordinar iones K+ no hidratados , pero no iones de Na+ más pequeños. La estructura de la proteína que rodea al filtro de selectividad sugiere que la energía de un ión Na+ no hidratado en el filtro de selectividad fuera mayor que la del Na+ hidratado, para explicar la elevada selectividad de los canales para los iones K+. Cuando un ión K+ entra, está totalmente deshidratado; para compensar el coste de la deshidratación los oxígenos de los grupos carbonilo toman el lugar en las moléculas de agua. El ión Na+ tiene un radio más peqeño que el ión K+ , por lo que podría ocupar el lugar de éste. Sin embargo no ocurre, porque el filtro de selectividad presenta unos “muelles” que mantienen abierto el canal, preveniendo que al entrar un ión Na+ los grupos carbonilos se acerquen a éste para compensar el coste de deshidratación. El coste energético y las ganancias en el caso del K+ están compensadas, mientras que para el Na+ no lo están.
