Propiedades de las membranas biológicas Flashcards
¿De qué depende el tipo de membrana que forme?¿Cuáles podrían ser?
El tipo de membrana que se forma depende de la geometría de los lípidos.
* Micelas
* Bicapas
* Liposomas
Mencione las propiedades intrínsecas que tienen las membranas biológicas y describañas brevemente.
- TOPOLOGÍA: hablamos de la superficie, ya sea perfectamente plana o con bordes irregulares. Como no todos los AGs ni lípidos tienen la misma altura, entonces cuando la membrana se ensambla la superficie no es perfectamente plana.
- FLUIDEZ: hablamos del grado de empaquetamiento de los lípidos. Si los lípidos estuvieran muy separados al formar la membrana = mayor fluidez; si los lípidos están muy juntos entre ellos ocupando poco espacio = menor fluidez.
- DIFUSIÓN LATERAL: dependiendo de cuán fluida esté la membrana es que los lípidos podrán difundir a través de ella, es decir, cambiar su posición en el plano de la bicapa .
- HIDRATACIÓN: las moléculas de H2O estarán en contacto con las cabezas polares y van a poder penetrar en la bicapa hasta cierta profundidad. En depende de la fluidez, la probabilidad de que las moléculas de H2O penetren una mayor distancia es mayor, en cambio si es poco fluida la probabilidad es menor.
- POTENCIAL: en una membrana encontramos 3 tipos de potenciales
Superficial, mide la carga en la región de las cabezas polares.
Transmembrana, dada por la diferencia de cargas por fuera y dentro de la célula.
Dipolar, mide la diferencia de carga entre la superficie y el potencial el centro de la bicapa (zona más hidrofóbica, idealmente 0). - PERMEABILIDAD: hay compuestos que interactúan con la membrana, la atraviesa, y emergen del otro lado de la hemicapa. Pero también hay compuestos que pueden no llegar a permeabilizar la membrana y solo se unirán a su superficie en las cabezas polares.
- UNION DE SOLUTOS
¿De qué dependen esas propiedades biofísicas en las membranas?
- Composición de la membrana: PL, esfingolipidos, esteroles, proteínas
- Interacciones que se dan entre los componentes
¿Cómo se ve modificada la membrana según el tipo de AGs que se encuentre esterificando lípidos de membrana?
Los acidos grasos tiene un determinado valor de Tm o temperatura de transición, en el cual pasan de un estado sólido a líquido o viceversa dependiendo si va hacia mayores o menores temperaturas.
A medida que la cadena alifática del AG se vuelve más larga, el valor de Tm es mayor, y por lo tanto, requiere de mayor temperatura para alcanzar su temperatura de transición.
A medida que la cadena del AG present más insaturaciones, el valor de Tm se vuelve menor, y por lo tanto, requiere de menor temperatura para alcanzar su temperatura de transición.
Esto a nivel de las membranas biológicas nos indica que como se conforma de varios tipos de AGs a medida que se disminuya la temperatura, la membrana se verá más compacta y por ende, hay menor permeabilidad y fluidez de la membrana. En cambio, si se aumenta la temperatura, los AGs que conforman los fosfolípidos de membrana tienen a su estado líquido y por ende, la membrana se vrá más fluida.
¿Cómo se denominan los estados donde hay mayor y menor fluidez?
- A altas temperaturas la membrana se encuentra en un estado de líquido cristalino (Lα)
- A bajas temperaturas la membrana se encuentra en un estado de gel (Lb)
¿Qué es el parámetro de orden y coeficiente de difusión translacional?
Parametro de orden: representa de cierta manera el estado en el cual se encuentra la membrana biológica en terminos de empaquetamiento, es decir, si los lípidos de membrana tienen a sus AGs juntos y rígidos uno al lado del otro se dice que el parámetro de orden es alto, si estan muy separados y desordenados es bajo.
Coeficiente de difusión traslacional: determina el grado con el que los lípidos pueden difundir por el plano de la membrana, relacionado nuevamente a la fluidez, si es muy fluida hay un mayor coeficiente traslacional o rápido, si es poco fluida, el coeficiente de difusión es bajo.
¿Cómo mediría la fluidez de una membrana utilizando un radical libre?
Utilizaría una nitrona (molécula prácticamente inerte) y mediría la emision de energía por espectroscopía de resonancia paramagnetica (EPR).
Las sonda radical libre es paramagnética, cuando la expongo a magnetos, el e- desapareado del radical cambia su spin y cuando se apagan los magnetos vuelve a su estado basal, el detector de EPR mide esa vuelta al estado basal.
Entre el análisis de la distancia, la altura, etc puede compararlo y determinar la fluidez de la membrana.
¿Cómo mediría la fluidez de una membrana por polarización de fluorescencia?
Tengo a mi molécula con la sonda fluorescente que absrobe a determinada longitud de onda y emite a una longitud de onda diferente. Ahora bien, hago que incida luz linealmente polarizada sobre la muestra, cuando la molécula emita luz se coloca un segundo polarizador vertical donde solo la luz que salga de la muestra y esté alineada con el polarizador llega al detector.
* Membrana poco fluida → recibe luz polarizada, y su luz mayormente es polarizada, ya que tiene baja capacidad de dispersión.
* Membrana más fluida → hay una mayor capacidad de dispersión de la luz por parte de la muestra y se puede mover en cualquier sentido. Entonces recibe luz linealmente polarizada, pero emite en cualquier plano, es decir, que la luz polarizada que llegue al detector será menor.
A partir de esto uno podría medir la anisotropía, que es semejante al parámetro de orden. A menor señal, hay una mayor fluidez, es decir, menor anisotropía.
¿Cómo mediría la fluidez de la membrana analizando la capacidad de difusión lateral de la misma?
Utilizo una zona de referencia, y otra que esta bajo estudio.
En ambas zonas registro en todo momento la fluorescencia que sale de la sonda. En la región experimental aumento la potencia del láser de manera que termina por destruir al fluoróforo → en este caso observaría en un gráfico de Intensidad de fluorescencia vs. tiempo como cae la fluorescencia precipitadamente; a medida que pasa el tiempo esperaría que comience a haber fluorescencia en la misma zona, porque las moléculas que encontramos en una zona por fuera de donde láser quemó puede alcanzar la región, y puedo así calcular el coeficiente de difusión traslacional.
Si la membrana es fluida.
¿Qué son los dominios de membrana?
Es una región donde se concentra un tipo particular de lípido o lípidos con solubilidad semejante.
¿Cómo se podrían modificar las propiedades de las membranas?
- Cambiando la composición, ej: AGs de los fosfolípidos
- Variando la temperatura
- Estableciendo interacciones con componentes endógenos o exógenos
¿Cómo se podría regular la fluidez de la membrana, considerando que se trabaja con seres endotermos?
Endotermos = regulan su temperatura según la generación o liberación de calor al medio, es decir, no se veran afectados por una variación de temperatura en su entorno.
Podríamos pensar en modificar la composición de la membrana:
* Aumentando/Disminuyendo la cantidad de AGs insaturados
* Composición de las cabezas polares
* Cambio en la cantidad de colesterol y/o esteroles en la membrana
¿Qué podría suceder si se incrementa la cantidad de AGs poliinsaturados en las membranas?
El aumento de AGs insaturados o poliinsaturados, llevaría a una mayor espaciamiento entre los fosfolípidos, y las cadenas AGs no podrían empaquetarse tan juntas de manera que se estaría aumentando la fluidez de la membrana, disminuyendo el parámetro de orden y aumentando el coeficiente de difusión translacional.
Supongamos una membrana, a la cual la expongo a temperaturas que van en aumento y se mide el contenido de fosfolípidos, observando un aumento progresivo tanto de PC como PE ¿ A qué debe el aumento en la proporción de PE?
El incremento de temperatura favorece que disminuya el orden de los lípidos en la membrana, siendo menos empaquetados los AGs y aumentando la fluidez.
La PE tiene en la cabeza polar su grupo amonio cargado positivamente y 3H+. La etanolamina puede formar puentes de hidrógeno con los grupos fosfatos de los fosfolípidos vecinos, es decir, se forma una “malla” que une un lípido al otro y permite que la membrana se estabilice ante el aumento de temperatura por los enlaces de puente de hidrógeno.
¿Por qué es importante el colsterol para las membranas?
- Tienen una estructura particular, casi plana con una leve concavidad. El -OH del C3 permite que pueda alinearse con las cabezas polares por formar unión puente de hidrógeno.
- ** Capacidad de estabilizar la membrana**, cuando nos encontramos en una membrana muy fluida el aumento de colesterol permite que se aumente su parámetro de orden sin alterar el coeficiente de difusión, ya que la insersión del colesterol permitiría formar formar puentes de hidrógeno que estabilicen la membrana sin alterar las cargas en la misma y los anillos del colesterol estables interacciones de tipo Van der Waals permitiendo el empaquetamiento; para una membrana muy rígida el aumento de colesterol permite aumentar el coeficiente de difusión sin modificar el parámetro de orden en gran cantidad, esto es así porque se estaría incrementando la cantidad de componentes en la membrana de manera que permite el “espaciamiento” para mejorar la difusión lateral.
- Permite alojar correctamente las proteíans, aumenta el grosor de la membrana de manera que las proteínas que deban insertarse en la misma lo hagan correctamente, en ausencia del colesterol el grosor de la membrana no sería tan importante y podría suceder que la proteína se inserte “doblada” sin poder cumplir su función correctamente.
