Instituto de Ciencias Básicas y Preclínicas “Victoria de Girón” ASIGNATURA: BIOLOGÍA MOLECULAR Curso 2016-2017 Profesora: Dr.C Tammy Fernández Romero Especialista de 2do. Grado en Bioquímica Clínica Profesor Auxiliar Conferencia Parte 1: Estructura y propiedades de los lípidos Parte 2: Estructura y propiedades de las membranas celulares Tema 1: Biomoléculas Tema 4: Complejos multimoleculares OBJETIVOS DE LA CLASE RELACIONAR las características estructurales de los principales tipos de lípidos con sus propiedades. RELACIONAR las características estructurales de las membranas celulares con sus propiedades. OBJETIVO DE LOS TEMAS EXPLICAR las características estructurales, propiedades y funciones de los principales tipos de lípidos. INTERPRETAR la influencia de las agrupaciones multimoleculares en la realización de funciones celulares complejas. SUMARIO 1-Lípidos: • Concepto y clasificación de los lípidos. • Estructura y propiedades de los principales tipos de lípidos. 2- Estructura y propiedades de las membranas celulares. • Componentes moleculares. • Modelo del mosaico fluido. • Funciones generales. 1- Lípidos • Los lípidos son biomoléculas con elevada proporción de componentes apolares, por lo que poseen escasa solubilidad en agua y son solubles en solventes orgánicos. • LOS LÍPIDOS NO SON MACROMOLÉCULAS, pero pueden agruparse entre sí y con otras biomoléculas formando agregados moleculares de gran importancia, como las membranas biológicas. Clasificación de los lípidos según su estructura Ácidos grasos Acilgliceroles Fosfátidos de glicerina Esfingolípidos Esteroides Ceras Terpenos Ácidos grasos (AG): presentan un grupo carboxilo y una cadena hidrocarbonada (casi siempre abierta y no ramificada). R-(CH2)n-COOH Ej: H3C- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- CH2- COOH -La mayoría de los AG naturales tienen número par de átomos del carbono. -Son compuestos anfipáticos, o sea, poseen una porción polar y otra apolar en su estructura. Saturados Insaturados Saturados Más abundantes: Láurico (C12) 12:0 H3C- CH2- CH2- CH2- CH2- COOH Mirístico (C14) 14:0 Palmítico (C16) 16:0 Esteárico (C18) 18:0 Insaturados H3C- (CH2)5 -CH = CH-(CH2)7 -COOH H3C- (CH2)4-CH = CH-CH2-CH = CH- (CH2)7 -COOH Más abundantes: dobles enlaces a partir del C9 Palmitoleico (C16) Oleico (C18) Linoleico (C18) Linolénico (C18) Araquidónico (C20) 16:1 (9) = 16∆9 18:1 (9) = 18∆9 18:2 (9,12) = 18∆9, 12 18:3 (9,12,15) = 18∆9, 12, 15 20:4 (5,8,11,14) = 20∆5, 8, 11, 14 Serie ω6 ω3 ω6 Acilgliceroles ésteres de glicerol (o glicerina) con AG. Triacilgliceroles 1. 2. 3. 4. 5. Reserva de energía en el TA. Fuente de energía. Regulación térmica del organismo. Sostén de órganos. Protección contra traumatismos físicos. Triacilgliceroles Si los AG son iguales Si los AG son diferentes Serie L APOLARES Serie D Los fosfátidos de glicerina (o glicerofosfátidos o fosfoglicéridos) Glicerol con AG esterificados en C1 y C2, así como un P en C3 al cual casi siempre está esterificada otra molécula polar (serina, etanolamina, colina, glicerol o inositol). = Los fosfátidos de glicerina son derivados del ácido fosfatídico. CARÁCTER ANFIPÁTICO Los fosfátidos de glicerina (o glicerofosfátidos o fosfoglicéridos) Funciones 1- Componentes de las membranas celulares. 2- Algunos intervienen en la síntesis de otros lípidos. 3- Algunos intervienen en el proceso respiratorio a nivel de los alveolos pulmonares y en el proceso digestivo de algunos Iípidos. 4. Algunos intervienen en los procesos de la coagulación sanguínea. 5. Algunos derivados actúan como segundos mensajeros de la acción hormonal. Los esfingolípidos contienen un alcohol aminado e insaturado de 18 átomos de carbono = esfingol= esfingosina El grupo amino de la esfingosina puede formar un enlace amida con el grupo carboxilo de un AG, originándose la ceramida. Al OH del C1 de la ceramida usualmente se le esterifican otros compuestos originándose los diferentes tipos de esfingolípidos. Esfingomielina Una ceramida con fosfocolina o fosfoetanolamina como cabeza polar. Carácter anfipático Glicoesfingolípidos cerebrósidos gangliósidos Carácter anfipático CARÁCTER ANFIPÁTICO Los fosfátidos de glicerina y las esfingomielinas son también conocidos como fosfolípidos, y los glicoesfingolípidos como glicolípidos. Los esfingolípidos Funciones 1. Formar parte de las membranas biológicas. Abundantes en la sustancia blanca del sistema nervioso central. 2. Componentes de las vainas mielínicas de los nervios. 3. Acción antigénica en la superficie de algunas células, lo que contribuye al reconocimiento molecular de éstas. 4. Participación en la trasmisión del impulso nervioso. Esteroides Colesterol: consta de un sistema policíclico rígido y una corta cadena lateral hidrocarbonada. Importante constituyente de las membranas celulares. 12 13 11 1 10 2 17 16 9 8 14 15 3 HO 5 4 7 6 Posee además un OH (grupo polar), por lo que tiene carácter anfipático. COLESTEROL GLUCOCORTICOIDES Ej. Cortisol MINERALOCORTICOIDES Ej. Aldosterona COLESTEROL PROGESTÁGENOS ESTRÓGENOS ANDRÓGENOS COLESTEROL ÁCIDOS BILIARES Digestión de lípidos COLESTEROL VITAMINA D Metabolismo del calcio RESUMEN PARCIAL Principales tipos de lípidos Ácidos grasos: constituyentes de la mayoría de los lípidos. Acilgliceroles: más abundantes los triacilgliceroles. Fosfátidos de glicerina: ácido fosfatídico con una molécula polar esterificada. Esfingolípidos: esfingomielinas y glicoesfingolípidos. Esteroides: más abundante el colesterol. Cumplen diversas funciones Fosfátidos de glicerina Esfingolípidos Colesterol Carácter anfipático Los lípidos anfipáticos en un medio polar forman complejos en los que las regiones polares están en contacto con el agua y las regiones hidrofóbicas o apolares se disponen hacia el interior. Fosfátidos de glicerina Esfingolípidos Colesterol Carácter anfipático LÍPIDOS DE MEMBRANA Son anfipáticos. Forman una bicapa. Las porciones polares se disponen hacia el exterior y establecen interacciones por PH y electrostáticas con el medio y entre ellas. Las porciones apolares se disponen hacia el interior y entre ellas se establecen interacciones hidrofóbicas. Distribución asimétrica. Fosfátidos de glicerina Zona polar Zona apolar Y Esfingolípidos Zona polar Colesterol Los lípidos tienen una distribución asimétrica en las membranas: • Monocapa externa: fosfatidil colinas y esfingomielinas. • Monocapa interna: fosfatidil serinas, fosfatidil etanolaminas y fosfatidil inositoles. Fosfátidos de glicerina Zona polar Zona apolar Y Esfingolípidos Zona polar Colesterol Fosfátidos de glicerina Esfingolípidos Colesterol COMPONENTES MOLECULARES DE LAS MEMBRANAS Lípidos Fosfátidos de glicerina Esfingolípidos Colesterol Proteínas Periféricas o extrínsecas Integrales o intrínsecas Glúcidos Glicoproteínas Glicolípidos Espacio extracelular PROTEÍNAS DE MEMBRANA • Pueden ser: - Integrales o intrínsecas. - Periféricas o extrínsecas. • Distribución asimétrica. Espacio extracelular PROTEÍNAS DE MEMBRANA Las porciones polares se disponen hacia el exterior y establecen interacciones por PH y electrostáticas con el medio y entre ellas. Las porciones apolares se disponen hacia el interior y establecen interacciones hidrofóbicas con los lípidos. GLÚCIDOS DE MEMBRANA • Oligosacáridos unidos de forma COVALENTE a lípidos y proteínas, formando glicolípidos y glicoproteínas. • Distribución asimétrica: SIEMPRE HACIA LA CARA NO CITOPLASMÁTICA DE LA MEMBRANA. Espacio extracelular MODELO DEL MOSAICO FLUIDO Espacio extracelular LAS CAVERNITAS FUNCIONES DE LOS GLÚCIDOS DE MEMBRANA Contribuyen a la orientación de las proteínas y lípidos en la membrana. Señales de reconocimiento. Espacio extracelular FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA 1. Límite y protección. 2. Fijación. 3. Recibe señales del exterior y las transduce al interior, regulando diferentes procesos celulares. 4. Intercambio de sustancias (permeabilidad selectiva): - Mantiene el balance hidromineral - Mantiene el estado nutritivo celular - Elimina sustancias de desecho y tóxicas. 5. Transmite ondas eléctricas a células vecinas en respuesta a señales (excitabilidad y conductividad). CONCLUSIONES Los lípidos son biomoléculas heterogéneas desde el punto de vista estructural y funcional, de escasa solubilidad en agua y solubles en solventes orgánicos. El carácter anfipático y las interacciones débiles son la base de la asociación de los lípidos en la formación de las membranas biológicas, en las que los más abundantes son los fosfátidos de glicerina, los esfingolípidos y el colesterol. Además de los lípidos, las proteínas y los glúcidos son los componentes moleculares de las membranas biológicas, los cuales se organizan según el modelo del “mosaico fluido”. Las membranas biológicas son estructuras complejas que realizan numerosas funciones en la célula. BIBLIOGRAFÍA MORFOFISIOLOGÍA TOMO I cap. 3 pág. 67-74 MORFOFISIOLOGÍA I cap. 3 pág. 20-21, 67-72, 100-101. BIOQUÍMICA MÉDICA DE CARDELLÁHERNÁNDEZ TOMO 1 cap. 13 pág. 219-236. cap. 20 pág. 373-381.
