Tema 5. Membranes (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Lleida (UdL)
Grado Medicina - 1º curso
Asignatura Estructura i Funció Cel·lular
Año del apunte 2017
Páginas 17
Fecha de subida 09/10/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

Tema 5. Membranes Càpsula bacteriana → polisacàrids Membranes artificials: liposomes Liposomes Es poden comprar liposomes. Es fan tractaments anticancerígens. Liposomes carregats de substàncies amb drogues anticancerígenes (doxorubicin sulfat). Dirigeixes els liposomes cap a una població de cèl·lules concretes fent que expressin senyals específics.
Dins dels liposomes també podem posar siRNA que són inhibidors i quan es posen dins de la cèl·lula bloquegen la transcripció del RNAm i per tant eviten que aquella cèl·lula continuï funcionant.
Evolució liposoma Fàrmacs hidrofòbics no es poden injectar a les persones perquè no poden circular per la sang. El que es fa afegir a la bicapa lipídica dels lisosomes els fàrmacs hidrofòbics.
També es poden afegir proteïnes target (anticossos) a la coberta perquè reconeguin les proteïnes que ens interessin i que les trobarà mentre circula per la sang.
Es van fer liposomes amb diverses bicapes per poder posar ADN entremig i així es poden introduir gens nous a les cèl·lules.
Actualment a la part externa es posen cadenes hidrofíliques per poder posar el fàrmac a la superfície i així pot interaccionar.
Els liposomes cada vegada són més direccionals i això té un potencial terapèutic molt important.
Aplicació terapèutica dels liposomes Capa de polietilè glicol que enganya els macròfags fent que no vegin que és una partícula externa i per tant evita la fagocitosi.
Diferents fàrmacs hidrofílics i hidrofòbics es poden introduir.
Actualment s’està treballant amb fàrmacs anti-tumorals i anti-virals (AZT- virus SIDA). Fàrmacs que van molt dirigit i així es redueix la quantitat de fàrmac que es necessita i disminueix la toxicitat.
Els liposomes es carreguen d’àcids nucleics (ADN o ARN) i amb això podem modificar genèticament les cèl·lules.
Hi ha una gran indústria al voltant del liposoma.
Membrana unitària Als anys 50 hi va haver una gran quantitat de descobriments relacionats amb l’estructura de les cèl·lules. Abans dels anys 50 la tecnologia dels microscopis electrònics s’aplicaven a la Segona Guerra Mundial i després ho van aplicar a la ciència. Va néixer al Centre Rockefeller la primera revista de Biologia Cel·lular.
Robertson va descriure la membrana unitària que té tres capes, la part externa (hidrofílica).
La membrana té estructura de mosaic fluid.
Nucli, mitocondri, peroxisoma..
En un membrana hi ha una capa que interacciona amb l’exterior de la cèl·lula i l’altra amb l’interior.
Cada orgànul de la cèl·lula tindrà en les bicapes lipídiques diferents composicions i diferents proteïnes que interaccionen amb diferents elements.
Dinamisme membranes Hi ha dues vies, una d’anada i una de tornada. Les vesícules es van integrant i desintegrant.
Eritròcits Les membranes dels eritròcits estan molt purificades. Si les fem petar ens queda la membrana fantasma, la centrifuguem i ens quedarà la membrana que ens permetrà estudiar-la.
Beina de mielina Per fer una beina de mielina, es xafa una cèl·lula de Schwann formant membranes. Podem aïllar una beina de mielina i tindrem membrana purificada. Quan tenim un element concentrat moltes vegades tenim una estructura cristal·lina que podem estudiar la seva composició amb la difracció dels raigs X.
Composició membranes Proteïnes, lípids i alguns sucres.
Els lípids tenen funció aïllant. La mielina que és aïllant té molts lípids. La membrana del mitocondri té molts processos d’intercanvi, té més proteïnes i pocs lípids. Les proteïnes ens determinen l’activitat biològica de les membranes (més proteïnes, més activitat).
Lípids membrana Els bacteris no tenen colesterol.
La composició varia segons el tipus de membrana.
Esquema Fosfoglicèrids i fosfoesfingolípids Esfingosina: aminoalcohol de cadena llarga.
Plasmalogen, colesterol, cardiolipina Plasmalogen: té dues cues una amb un grup àcid i l’altra no. És un fosfolípid on units (enllaç éster) a la glicerina hi ha un AAGG i un alcohol gras que és una molècula amb un grup OH i després una cua hidrofòbica.
Cardiolipina: 4 cadenes AAGG. Les dos molècules d’àcid fosfatídic tenen un cap polar comú que és una molècula de glicerina. 4 cues són més aïllant i per tant la membrana serà més impermeable.
Com es disposen els lípids a la membrana? La tendència és a fer una bicapa però també poden estar en monocapa.
Bicapa i monocapa lipídiques Si hem de transportar lípids a la sang els posen en una vesícula i els envolten per una monocapa.
Les cues hidrofòbiques cap a dins i les cues hidrofíliques cap a fora.
Podem fer estudis de permeabilitat de permeabilitat de la membrana. Creem un forat petit.
Fem una bicapa lipídica sense proteïnes i es pot estudiar el transport de les substàncies a través de la membrana. Segons les molècules la velocitat amb la que travessen varia i també hi ha altres molècules que no poden travessar com son els ions ja que necessiten proteïnes.
Bicapa lipídica A tot el voltant de la membrana hi ha aigua que és necessària per realitzar els intercanvis corresponents.
Mosaic fluïd Una membrana té 75A (7,5 nm).
Les membranes són fluides, els seus lípids s’estan movent. Les membranes es comporten com a fluïds bidimensionals.
Fluïdesa de les membranes Per a produir el flip-flop es necessiten unes proteïnes concretes perquè el cap polar ha de travessar una regió hidrofòbica. Degut a que els lípids es mouen pel plànol de la seva bicapa, les membranes es consideren com a líquids bidimensionals.
Flipasa, flopasa, escramblasa: moviment de lípids De fora cap a dins és flip i de dins cap a fora és flop. La flipasa i la flopasa consumeixen ATP quan produeixen el moviment.
Les escramblases no consumeixen ATP perquè fan un intercanvi simultani.
En alguns llocs s’acumulen lípids diferents en una cara i a l’altra de la membrana. Això permet que la cara interna de la membrana pugui tenir càrrega negativa.
A la cara interna de la membrana s’acumula fosfatidil serina on s’hi adhereixen molècules de senyalització. Asimetria a la distribució.
Transició de fase Moment en que una bicapa lipídica passa d’estat gelatinós a estat fluid o liquid. Transició de fase: temperatura en la que la membrana te una consistència activa i pastosa, líquid però no tant com l’oli.
Com més carbonis té, més elevada la transició de fase.
18 carbonis: si té un enllaç doble la temperatura de transició de fase baixa moltíssim la temperatura de transició de fase.
La transició de fase ve regulada pel nombre de carbonis i la presència o no d’un doble enllaç.
Fluïdesa de les membranes Entre la bicapa lipídica en les cues hidrofòbiques hi ha les forces de van der waals. Com més llarga la cadena més forces de van der waals. Si hi posem un doble enllaç es trenquen aquestes forces de van der waals.
Cholesterol: a fluidity buffer El colesterol trenca les forces de van der waals. La fluïdesa amb colesterol per sota de la tm l’augmenta, per sobre de la tm la baixa.
Amb poques quantitats interfereix entre les partícules però si n’hi ha molt les col·lapsa i es com si les solidifiqués.
Proteïnes de membrana - Integrals: tenen una regió que es clava a la membrana.
- Perifèriques: s’associen a components de la membrana normalment per interaccions iòniques.
- Ancorades a lípids : proteïnes ancorades covalentment sobre lípids de la membrana.
Solubilització de les bicapes lipídiques i proteïnes integrals La membrana es pot dissoldre amb detergents biològics (tritó X-100, SDS). Tots els sabons biològics tenen un cap polar i unes cues hidrofòbiques. Això fa que quan es barreja amb la membrana es combina amb els lípids fent unes micel·les.
Si canvien les propietats elèctriques del voltant de la cèl·lula les proteïnes perifèriques es desuneixen dels elements als que estan associades.
Neural excitation and sodium-potassium pump Cara extracel·lular interacció amb l’exterior El receptor de la insulina és una proteïna transmembrana, fora pot interaccionar amb la insulina i dins té components per interaccionar amb el medi intracel·lular. Quan rep insulina canvia de conformació i dispara la senyalització cel·lular.
Proteïnes ancorades a lípids de la bicapa lipídica Són proteïnes de membrana que estan associades a alguna de les cares de la membrana però, que a diferència de les perifèriques aquestes estan unides covalentment a lípids de la bicapa.
Miristolat: àcid mirístic és un AAGG amb una cua hidrocarbonada de 14 carbonis i després un grup àcid a la membrana.
Si s’uneixen al grup àcid de l’àcid mirístic tindrem les proteïnes ancorades a la membrana i al lípid, ho podem revertir amb detergent o amb fosfolipasa que trenquen l’enllaç entre el lípid i la proteïna.
Farnesil: és un terpenoide ( 4 terpens) que són a a la part hidrofòbica i l’altra part interacciona amb la proteïna.
Fosfolipasa C: Les proteïnes també es poden lligar amb un fosfoglicèrid. La fosfolipasa C la podriam fer servir per obtenir la proteïna.
A vegades les proteïnes unides a la membrana no són funcionals perquè allí hi ha una càrrega negativa, si la lipasa trenca l’enllaç i s’allibera i es torna funcional.
Isoprenoides isoprè: derivat d’isoprenoides Carbohidrats Dins dels bacteris no n’hi ha. Són pròpies de la membrana cel·lular no es troba en els orgànuls dins de les membranes.
Sucres: cara externa i units a lípids o a proteïnes.
Les membranes són estructures asimètriques Les membranes son diferents d’una capa a una altra.
Els sucres de les membranes (sempre externa) estan units a lípids i proteÏnes. Els glicolípids sempre estan a la cara externa.
Asimetria de les membranes. Marcadors de mort Substància que s’uneix a la fosfatidilserina.
A la cèl·lula que s’està morint, fora de la cèl·lula hi ha fosfatidilserina. Quan una cèl·lula entra en apoptosi la fosfatidilserina s’acumula a la membrana externa i això indica als macròfags que l’han de fagocitar.
La fosfatidilserina no torna a entrar perquè els intercanviadors no funcionen.
Xrp8 Quan arriba la senyal s’activa el procés d’apoptosi.
* 1 mm → 1 milió de trossets i n’agafem 7 → 7nm Receptors de senyal Dominis de membrana de les cèl·lules epitelials Tenen elements que les uneixen entre elles.
Dominis proteics a la membrana espermatozous Dominis i regions especialitzades de la membrana A la sinapsi hi ha uns components diferents a la resta de la membrana.
Distribució irregular de les proteïnes de membrana Lipid raft RAFTs: microdominis de la membrana cel·lular. La membrana és més gruixuda en els RAFTs perquè hi ha components que tenen les cues més llargues. Hi ha una gran quantitat d’esfingolípids (esfingomielinies) i hi ha 3 vegades més colesterol que en la resta de la membrana. És semirígida a causa del colesterol.
En els RAFTs s’acumulen determinades proteïnes i receptors, acumulació de substàncies vinculades a la senyalització.
Cav cp Caveola, la seva membrana lipídica és com un RAFT.
Polarized cells Les regions de les cèl·lules no són iguals.
La part de la cèl·lula que avança (elements de secreció, actina) és diferent de la part que es contreu.
La part de la cèl·lula que contacta amb l’altra cèl·lula tenen acumul de proteïnes de fer contacte que no es troben en altres llocs de la cèl·lula.
...

Comprar Previsualizar