Membrana Celular 20141
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Bicapa lipídica
Fosfolípidos Anfipáticos
UNIDAD DE MEMBRANA
Proteínas total o parcialmente embebidas
Principales proteínas con regiones altamente hidrófoba
Residuos aa hidrófobos embebidos en bicapa
Puentes H
Interacciones hidrófobas
Estabilización Mg2+ y Ca2+ interacción iónica con
grupos polares de P-lípidos
2 tipos proteínas Periféricas
Membrana con anclaje lipídico
M
O
D
E
L
O
M
O
S
A
I
C
O
F
L
U
Í
D
O
Lípidos membrana
BACTERIAS P-lípidos enlace éster.
Casi todos <19C
ARCHAEA: Alcoholes lipídicos unidos a glicerol (enlace éter o tetraéter)
Presencia de esteroles
5-20 % lípidos son esteroles
Moléculas rígidas planas
Favorece estabilidad
Menos flexibles, mas impermeables
Polienos (antimicóticos como filipina, nistatina,
candicidina)
Reacción con esterol desestabilizan
Ausente en casi todas procariotas
Excepción: Mycoplasmas, S. pneumoniae
Hopanoides: Presentes en gran variedad de procariotas
Similares a esteroles
Más común diplopteno (30C)
Archaea:
Enlaces éter entre glicerol y cadena lateral
Carecen ácidos grasos
Presencia de unidades repetidas de isopreno
Diéteres o triéteres del glicerol
Cadenas laterales fitano (4 isoprenos) enlazadas covalentemente entre sí
MONOCAPA
Monocapas: Mas resistentes y estables a disgregarse: Archaea resisten ambiente extremo
LIPIDOS
Bacterias: palmítico (C18) mayoría de bacterias
esteárico (C18), mirístico (C14), laúrico (C12)
Casi todos monoinsaturados
Corynebacterium y Mycobacterium: Corinólico ác. Graso di hidroxilado 52C
Micólico ác. Graso di hidroxilado 87 y 88C
Hongos y levaduras: 5 a 8% lípidos (triglicéridos) Gralmente. Palmitoleico
ALQUIL ÉTERES (ARCHAEA)
Alcohol cadena larga enlazado a glicerol
Confieren en parte la capacidad a sobrevivir ambientes extremos
di-O-alquil análogo de fosfatidilglicerolfosfato
Se condensar glicerol o poliol complejo con alcohol isoprenoide (20, 25 o 40 C)
FOSFOLÍPIDOS
Menor concentración
de glicéridos
P-etanolamina
P-serina
P-glicerol
Ácido fosfatídico
Mycobacterias, Hongos y Protozoarios P-inositol
Bacillus stearothermophilus
Cardiolipina ( Di-P-glicerol) Escherichia coli
Staphylococcus aureus
Haemophilus parainfluenzae
ARCHAEA: Alquil éteres forman cabeza polar similar a P-lípidos
Bicapa similar
Realiza funciones atribuíbles a organelos especializados en eucariotes
Proteínas contenidas en membrana funcionan en:
Transporte activo de metabolitos internaliza
o excreta
fosforilación oxidativa (respiración)
biosíntesis pared
biosíntesis fosfolípidos
Anclaje ADN en división celular (se distribuye
en células hijas)
Membrana puede estar cargada H+ y OH-
en superficie: Similar a pila voltaica
Genera energía: Fuerza protón motriz
Barrera semipermeable
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
Transporte de sustancias
Transportan sustancias EN CONTRA GRADIENTE CONCENTRACIÓN
2 tipos
Altamente específicas
Especificidad por moléculas
químicamente relacionadas (CHO o aa)
Iones cargados no pasan
Moléculas de agua: Pueden pasar bicapa lento
Acuaporinas: Aceleran paso de agua
ejm. Aqppz E. coli solo sintetiza bajo presión osmótica alta
Secreta agua más que importar
TIPOS PROTEÍNAS TRANSPORTE
Proteína transmembranal
Proteína transmembranal + componente periplásmico unión
Proteínas que cooperan en proceso transporte (PTS)
TODOS REQUIEREN ENERGÍA:
◦ ATP
◦ fuerza protón motriz
◦ molécula con alta energía
Homología estructural: 12 α-hélice plegadas hacia atrás-adelante y forman canal
Transporte sustancia genera cambio conformación provoca que sustrato pase a través de ella
TIPOS TRANSPORTE
Uniporte: Transportan una molécula en 1 sentido
Simporte: Transportan una sustancia junto a otra (gralmente H+)
Antiporte: Transportan una sustancia en 1 sentido y otra en sentido opuesto
SIMPORTE
Permeasa Lac
Se introduce Lactosa junto con H+
El H+ introducido disminuye fuerza protón motriz
Restablece continuamente por
reacciones que dan energía
RESULTADO:
Se acumula lactosa
en concentración suficiente
para generar energía
TRANSLOCACIÓN GRUPO
Sustancia químicamente modificada al pasar por membrana
SISTEMA PTS
Transporte de Glu, manosa, fructosa
Se fosforilan
En E. coli: Grupo de Proteínas
4 necesarias para transportar CHO
Grupo P: Donado por fosfoenolpiruvato
Proteínas se fosforilan y defosforilan en cascada
La Enzima II recibe grupo P
Fosforila al CHO
Enzimas citoplásmicas: HPr, Enzima I.
Enzima IIa
Enzima IIb: superficie interna
Enzima IIc: transmembranal
Enzima HPr y I: Inespecíficas
Enzima II: Específicas
TRANSLOCACIÓN GRUPO
Grupo fosfato: Hidrólisis PEP suministra energía para translocar
GASTA ENERGÍA
PERO internalizar Glu implica que se generará mucho ATP:
en glucólisis y cadena respiratoria
Animación translocación de grupo
TRANSPORTE ABC (ATP-binding cassette)
Requiere proteínas transportadoras periplásmicas
Gasta ATP
Sensan [10-6 M]
Sustancia se enlaza a transportador periplasma
Se enlaza a proteína transmembranal (gasta
energía para transportar)
En Gram- >200 Proteínas periplásmicas
En Gram + Proteínas ancladas en periferia
de membrana y ancladas
EXCRESIÓN PROTEÍNAS
Uso de translocasas
2 tipos:
a. Sec YEG: Excreta muchas proteínas
b. Altamente específicas
¿PARA QUÉ EXCRETAR PROTEÍNAS
Degradación polímeros (proteínas, polisacáridos, etc)
Excresión toxinas infección
A. SISTEMA SEC
Proteínas secretadas como pre-Prot
Extremo N-terminal Péptido señal (20-30 aa)
extremo cargado positivamente
trecho hidrófobo
Termina en zona polar
SITIO DE RUPTURA DE PEPTIDASA
EN CITOPLASMA: Pre-Prot naciente
Une a Prot SEC-B (chaperona)
Prot-SEC-B Impide que Prot. se pliegue totalmente
SEC-A: Reconoce complejo SEC-B—Pre-Prot
Traslada a Proteína membrana SEC-YEG (canal 20-30Å)
SEC-A: Logra paso de 20-30 aa con gasto de ATP
Péptido aparece por lado exterior de membrana
PEPTIDO SEÑAL CORTADO POR PEPTIDASA
LIDER: Ayuda a liberar el resto de la proteína secretada
Extremo N-terminal de Prot-naciente es reconocido por partícula de reconocimiento de señal (SRP)
SRP CONTIENE ARN pequeño
Proteína Ffh
Al ser reconocido: Se detiene por momento la traducción
Se reconoce proteína naciente hasta receptor SRP a nivel de membrana
Interacción de péptido naciente a complejo SEC
Traslada al exterior o periplasma (en Gram -) proteínas en configuración nativa
O proteínas dotadas de su cofactor, si lo tiene(Fe, S, Molibdoproteína, cofactor nucleotídico, etc)
Las Proteínas a diferencia YA ESTÁN PLEGADAS
SISTEMA TAT RECONOCE 2 ARGININAS GEMELAS (TWIN-ARGININ-TRANSPORT:TAT)
3 Proteínas membrana Tat A
Tat B
Tat C
Tat A Subunidad Proteínas con canal 60 Å
A. MESOSOMAS
Invaginaciones membranosas citoplásmicas
Se observan en:
Sitios donde hay división celular
Septos (tabiques transversales) incluso en formación endospora
Cerca de nucleoide
Composición: Invaginación membrana:
FUNCIONES MESOSOMAS
Invaginación primaria: transporte electrones, síntesis de componentes de envolturas
Síntesis de septo transversal. Probable sitio inserción autolisinas
Puntos anclaje cromosoma bacteriano durante:
División celular
Segregación de cromosomas en eucariotes
Segregación cromosoma a célula madre durante esporulación
Secresión enzimas (penicilinasa en B. subtilis)
CROMATÓFOROS
BACTERIAS FOTOTRÓFICAS ANOXIGÉNICAS
BACTERIAS ROJAS
LAMELAS Sistema elaborado de membranas en arreglo de láminas
VESÍCULAS: En forma de túbulos
Membrana contiene pigmentos fotosintéticos: Bacterioclorofilas
BACTERIAS VERDES:
CLOROSOMAS Estructuras cilíndricas
Bacterioclorofilas están
en membrana citoplásmica
LAMINAR VESICULAR TUBULAR
TILACOIDE RADIAL
PERIFÉRICO
TRIANGULAR
OTRAS ESTRUCTURAS MEMBRANALES
A. Azotobacter
Bacteria fijadora de N2: Alta invaginación en membrana
Alta tasa respiración: Aumenta área en membrana
para proceso de oxidación
B. TILACOIDES
Sacos membranosos aplastados
No en continuidad con membrana citoplásmica
Adherida a ella
En cara externa se disponen ficobilisomas
Contienen ficobilinas: Absorben luz con
λ corta: mas eficiente y transmiten a clorofilas
en membrana
Presentes en CIANOBACTERIAS