Barquisimeto
Las Proteínas en el Interior de la Membrana
Naturaleza Líquida de La Membrana
Colesterol en las Membranas ¿Será contraproducente?
Un Transporte por el Interior de la Membrana
Proceso de Óxido Reducción en Células
Febrero, 2012
CONTENIDO
RedactorAs Camacaro Maryrene Camacaro María Nelly Bonilla Karla Cordero Dessiree Gómez Yesenia
Las Proteínas en el Interior de la Membrana………………….
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Naturaleza Líquida de La Membrana ………………….
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Colesterol en las Membranas ¿Será contraproducente? ………
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Un Transporte por el Interior de la Membrana ………………
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Proceso de Óxido Reducción en Células ………………….
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El objetivo central de esta revista digital que lleva por nombre “Biociencia” en la cual desarrollaremos temas de interés educativo, con el objetivo de crear una herramienta innovadoras que permita llevar al lector, entretenimiento, información teórica y de salud. En resumen, los temas de estudios a tratar están muy relacionados con la función de la vida cotidiana, entre estas tenemos; La electroquímica aplicada a la biología en función de lo que es la membrana, como esta constituida y como el paso de sustancias a través de ella. Además, se expondrán temas referentes a los radicales libres y como influyen estos en el cuerpo humano. Finalmente, el lector podrá relacionar como es que la vida emana de un mundo científico, y que es importante relacionarla con el mundo biológico.
P R E S E N T A C I Ó N
E D I T O R I A L
Biociencias, una palabra desconocida para muchos, pero un mundo en el que se mueven miles de personas y que, a su vez, genera una relevancia en la vida biológica. Aunado a esto, la presente revista, se basa en análisis de estudios, relacionados con la Biociencia, cuyo objetivo es despertar el interés del lector sobre el conocimiento de la misma, de una manera dinámica. Primeramente se comienza definiendo la Membrana y consecutivamente muestra lo que es su estructura, como es el transporte de sustancias en la misma y los componentes que presenta. Además de ello, se encuentra información relacionada con otros temas, como lo son los Procesos de Oxido-Reducción y la influencia de estos en nuestra vida . En definitiva, en los últimos años, ha habido grandes avances en lo que respecta a la comprensión de cómo influyen las membranas biológicas, y los procesos redox en la nutrición y la salud humana. El progreso en las investigaciones científicas ha puesto en relieve las diversas funciones que tienen estos en el cuerpo y su importancia para gozar de una buena salud. De hecho, las noticias son tan interesantes, que la información que a continuación se presenta merece la pena estudiarlos con cierto detenimiento.
Las Proteínas en el Interior de la Membrana Autora: Maryrene Camacaro La vida sería inimaginable si no hubiese una membrana que rodeara a la célula, ella es la defensa contra moléculas invasoras indeseables, regula la salida y la entrada de sustancias y la comunica con su vecindad; llegar a conocer exactamente su estructura y funcionamiento no solo puede ser la clave para entender la vida, sino también para mejorar el diseño de experimentos que permitan mejorar la calidad de vida humana. La membrana celular es como la vía de acceso de la célula. Todos los materiales que entran a la célula o salen de ella, deben hacerlo a través de la membrana celular, la célula no puede funcionar apropiadamente y permanecer viva a menos que su membrana regule este paso de materiales.
Ahora bien, la membrana plasmática es la estructura que recubre todas las células, y una parte muy importante en ellas son las proteínas, porque actúan como receptores para transmitir información a través de ella, uniéndose a moléculas especificas del medio y trasladando su señal dentro de la célula por mensajeros químicos.
Además, otras son enzimas que catalizan reacciones específicas y otras son proteínas estructurales que conectan macromoléculas a la membrana plasmática. Así mismo, las proteínas transmembrana pueden atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, las zonas que atraviesan la membrana tienen estructura en hélice y la zona inicial o terminal no la tiene, ni tampoco los segmentos de unión entre los fragmentos que atraviesan la bicapa lipídica, la hélice es la forma más común por la que una cadena polipeptídica cruza la bicapa, pero algunas proteínas transmembrana pueden cruzarla en estructura de lámina, formando un cilindro en forma de barril que se abre o se cierra. Estas proteínas transmembrana que atraviesan varias veces la capa, mediante estructuras en hélice o lámina forman poros acuosos que permiten el paso a través de la membrana de moléculas solubles en agua, las proteínas también se asocian a la bicapa lipídica uniéndose covalentemente a la molécula de lípidos o uniéndose por interacciones no covalentes con otras proteínas de membrana. Las proteínas de membrana más estudiadas son las de los eritrocitos y comprenden las siguientes proteínas: glucoforina (es una glucoproteína transmembrana de paso único); proteína banda 3 (también es transmembrana y forma múltiples hélices transmembrana proporcionando un canal hidrófilo);
anquirina (proteína que conecta la proteína banda 3 de la membrana plasmática con la proteína esquelética espectrina). Proteínas esqueléticas: proteína banda 4.1; espectrina; actina y tropomiosina. Están situadas bajo la membrana plasmática. La espectrina forma una red bajo la membrana plasmática asociándose por sus colas. En estas colas se encuentran filamentos cortos de actina unidos a tropomiosina y a las tres moléculas de proteína banda 4.1. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
Finalmente, es importante destacar que el porcentaje de proteínas oscila entre un 20% en la vaina de mielina de las neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial; el 80% son intrínsecas, mientras que el 20% restantes son extrínsecas. Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan.
¿Sabias que?... Las proteínas son las sustancias más importante para el ser humano. Por ejemplo un grupo de proteínas llamadas estructurales son las encargadas de construir y mantener todos los tejidos del cuerpo. Además, unas se encarga transportar sustancias. Otras de enviar mensajes químicos entre las neuronas y entre los diversos órganos del cuerpo, y algunas regulan el funcionamiento metabólico, a estas las llamamos enzimas. Todas son reservas energéticas muy importantes, pero el organismo recurre a ellas solo en casos de desnutrición extrema. Puedes ver que sin ellas la vida no sería posible. REFERENCIAS Jain, J. K. (2003). Los Lípidos de la Membrana Biomolecular. Editorial: España. España. Hipertextos del Área de la Biología. [Documento en Línea]. Disponible en: http://www.biologia.edu.ar/celulamit/structu2.htm [Consulta: 1998-2008]
Naturaleza Líquida de La Membrana
Autora: María Nelly Camacaro Así como, los edificios internos que alberga la ciudad están protegidos por sus propias murallas, las estructuras internas de las células, que desarrollan funciones específicas, (sus organelos), también están rodeadas por membranas con estructuras semejantes a la membrana plasmática. Todas ellas, están compuestas por dos capas de moléculas de fosfolípidos, unidas de espalda a espalda. La mayor parte de los fosfolípidos tienen dos colas que son hidrofóbicas (repelen el agua) y una cabeza que es hidrofílica (atraen el agua). En cada capa, todos los fosfolípidos están alineados en la misma dirección, con sus colas repelentes al agua, levemente unidas con las de la otra capa, formando una doble capa de un grosor de alrededor de cinco millonésima de milímetros (5 nanómetros). En una membrana de una célula animal, como es el caso de un glóbulo rojo, hay alrededor de mil millones de moléculas de lípidos.
Uno de los hechos notables de la doble capa, es que los lípidos tienen libertad para moverse rápidamente en el plano de su propia capa, haciendo de su estructura un "cristal líquido", que no es ni sólido, ni líquido. Esto le da a la membrana una integridad estructural, pero al mismo tiempo le proporciona gran flexibilidad, permitiendo a la célula cambiar su forma, expandirse o contraerse. Esta estructura única, también le permite a ella quebrarse y re-ensamblarse a sí misma, lo que es fundamental durante la división celular, como también para formar pequeños sacos, llamados vesículas, que se organizan tanto para importar, como exportar partículas grandes. Para dar una idea de la naturaleza líquida de la membrana plasmática, una simple molécula de lípido, en la pared de una gran bacteria, puede atravesar toda la longitud de la célula (alrededor de 3.5 milésimas de milímetro en el caso de una Escherichia coli), en un segundo.
La membrana plasmática contiene además otros dos tipos de lípidos: colesterol y glicolípidos. El "colesterol" es un importante constituyente de todas las membranas animales y tiene la ventaja de prevenir la formación de uniones fuertes entre la cola de los lípidos, con lo que las estructuras se mantienen fluidas. Los "glicolípidos" se encuentran principalmente sueltos en la cara externa de la doble capa, donde tienen un rol en la aislación eléctrica y en el reconocimiento y contacto intercelular.
Es importante destacar, que los lípidos son esenciales ya que; ellos definen las propiedades físicas de las membrana, la longitud y el grado de saturación de sus ácidos grasos regulan la fluidez y el grosor de la membrana. Además, las cargas asociadas a sus partes hidrofílicas contribuyen a crear un gradiente eléctrico entre la cara externa y la interna, y por tanto a modular el potencial eléctrico de la membrana. Sus interacciones con las proteínas asociadas a la membrana modulan la actividad de éstas. En conclusión, los lípidos pueden actuar como segundos mensajeros que abandonan la membrana, viajan a compartimentos intracelulares y desencadenan respuestas celulares. Se ha postulado que las interacciones moleculares entre ciertos lípidos producen la segregación de dominios espaciales y funcionales en áreas restringidas de la membrana que afectan también a la localización de las proteínas y a sus funciones.
REFERENCIAS Rothfiel, L (2003). Estructura y Función de la Membrana Biológica Editorial: Enciclopedia. Caracas. Biología Celular: Estructura y Función de las Membranas Biológicas. [Documento en Línea]. Disponible en: http://es.wikibooks.org/wiki/Biolog %C3%ADacelular/Estructura_y_Funci%C3%B3n_de las_Membranas_Biol%C3%B3gicas [Consulta: 2011,06,13]
COLESTEROL EN LAS MEMBRANAS ¿SERÁ CONTRAPRODUCENTE? AUTORA: KARLA BONILLA
El colesterol es el principal esterol del organismo humano y precursor de todos los demás esteroides corporales. Se encuentra formando parte de membranas celulares, lipoproteínas, ácidos biliares y hormonas esteroideas, se a comprobado que es un importante constituyente de los cálculos biliares, pero su principal función patológica, lo constituye la producción de aterosclerosis de arterias vitales, causando enfermedad coronaria, cerebrovascular y vascular periférica. En nuestro organismo lo hemos clasificado en dos tipos: las lipoproteínas de densidad alta HDL, y el colesterol de baja densidad LDL, Al colesterol (HDL) se le llama así porque se cree que ayuda a reducir el nivel de colesterol en la sangre. El colesterol de alta densidad lo produce de forma natural el propio organismo y remueve el colesterol de las paredes de las arterias devolviéndolo al hígado.
Se ha comprobado que el valor normal de HDL debe ser superior a 60 mg/dL, a diferencia del colesterol (LDL) que se acumula en las paredes de las arterias, formando una placa que dificulta la circulación de la sangre que llega al corazón. Por eso si se tiene alto el colesterol LDL aumenta el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Este tipo de colesterol conviene mantenerlo a niveles bajos: lo ideal es que esté por debajo de los 100 mg/dL siendo un nivel superior a 160 mg/dL considerado demasiado alto. Su nivel aumenta cuando se consumen en exceso grasas de origen animal, embutidos y quesos grasos. Por otra parte el colesterol, por ser una grasa es poco soluble en agua, por lo que si se transportara libre por la sangre sería en forma de gotas de colesterol y se vería en nuestra sangre como gotas de grasa. Pero el caso, es que la naturaleza ha ideado una manera de hacer soluble en agua al colesterol y transportarlo por la sangre, esto es por medio de lipoproteínas.
Tal vez, el colesterol en mucha cantidad sea contraproducente para nuestra salud pero la cantidad mínima concentrada en las membranas de algunas células, es de suma importancia debido a que cumple la función de aumentar la impermeabilidad de la capa bilipídica y le da mayor estabilidad a la misma. Aunque, el colesterol se encuentra en pequeña cantidad en las membranas celulares, en la membrana citoplasmática lo hallamos en una proporción molar 1:1 con relación a los fosfolípidos, regulando sus propiedades físico-químicas, en particular la fluidez. Aunado a esto, el colesterol es un componente necesario de las membranas, ya que rompe las interacciones entre las "colas" de los fosfolípidos, quiere decir, evita la formación de uniones fuertes entre las cola de los lípidos, así la cristalización de las cadenas de ácidos grasos, acomodándose entre ellas ocasionando que las estructuras se mantengan fluidas. Finalmente, hemos encontrado la respuesta a la interrogante ¿será contraproducente el colesterol en la membrana?, realizando un análisis en relación a lo anterior es evidente que el colesterol es un componente esencial en las funciones reguladoras de movimientos de ácidos grasos en la membrana provocando una mejor fluidez, Por lo tanto una manera de controlar la fluidez de la membrana es regulando el nivel de colesterol adherido a los tejidos.
Sabias que?... La mayor parte de las membranas biológicas de origen eucariota poseen colesterol como componente importante. En el caso de la membrana plasmática, la misma presenta una composición similar entre el colesterol y los fosfolípidos que la componen.
REFERENCIAS Verdades y Mentiras sobre el consumo de Grasas. [Documento en Línea]. Disponible en: http://www.blogmedicina.com/2010/03/30/Verda des-y-mentiras-sobre-el-consumo-de-grasas/ [Consulta: 2010,03,03] Membrana Plasmática. [Documento en Línea]. Disponible en: http://www.genomasur.com/ lecturas/Guia04.htm [Consulta: 2009]
Un Transporte por el interior de la Membrana Autora: Dessireé Cordero La membrana a prevenido el escape de productos muy valiosos, como son las proteínas, carbohidratos, entre otros. Al mismo tiempo, como la muralla de una ciudad, ha permitido que por sus puertas entren los nutrientes vitales, y se puedan eliminar los productos de desechos, permitiendo a todas y a cada una de las células cooperar coordinadamente en la construcción de tejidos y órganos. Por lo general; la velocidad de difusión simple, depende del gradiente de concentración, del tamaño de la molécula y de la facilidad con que se disuelven el lípidos.
Es muy importante resaltar, que a la gran mayoría de ellas, les esta permitido cruzar la bicapa lipidica de la membrana; Con este fin, se desarrollaron los sistemas de transporte. De igual forma uno de los transporte que proporciona la membrana plasmática es el transporte pasivo. Es de gran interés resaltar, que cuando las sustancias atraviesan la membrana plasmática sin ningún gasto de energía por parte de la célula, se puede decir que han seguido un proceso de transporte pasivo. Ahora bien, un ejemplo útil para entender con mas facilidad dicho proceso, es imaginándonos un paseo en bicicleta. Si la persona no pedalea, solo puede ir hacia abajo, ya que no está gastando energía. Las moléculas solubles en lípidos, como por ejemplo el alcohol etílico y la vitamina A, entran fácilmente a través de la bicapa fosfolipidica, al igual que las moléculas muy pequeñas, entre ellas el agua y gases disueltos, como oxigeno y dióxido de carbono, estas también atraviesan la membrana por difusión simple.
Al contrario, la difusión facilitada, permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos como la glucosa, entre otros, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas transmembranosas, faciliten su paso; Estas proteínas reciben el nombre de transportadoras. Ya que estas al unirse a la molécula que va a transportar, sufren un cambio en su estructura, que atrae a dicha molécula, hacia el interior de la célula. Dado que, dependen de las proteínas de transporte, las moléculas que cruzan la membrana por difusión facilitada. por lo general lo hacen más lentamente, que las que cruzan por difusión simple a través de la bicapa lipidica.
¿SABIAS QUÉ?
Por otro lado, la ósmosis es muy importante en biología, ya que si una célula está rodeada de una membrana semipermeable, normalmente su interior tiene más concentración de moléculas grandes que el exterior, por eso el agua puede fluir desde el exterior al interior. Es el modo que tienen las células para “beber”.
Si una persona bebe agua de mar, salada, al llegar al estómago el fenómeno de la ósmosis hará que el agua de las células del estómago salga hacía el agua de mar. Las células del estomago se resecan y mueren y con ellas la persona. Por eso no se puede vivir bebiendo agua de mar. En fin, los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células, si tus células se alimentan tu te alimentas, si no lo hacen mueres. La osmosis y la difusión introducen o expulsan a través de la membrana celular sustancias que alimentaran a la célula o sencillamente sustancias de desechos.
La Fibrosis Quística, la enfermedad genética más común, es causada por la falla de una proteína de membrana para transportar iones de cloro, por lo que se afecta el proceso en las células de glándulas, como también de células que secretan mucus. Como consecuencia de ello, el mucus se hace muy espeso, lo que tapona las glándulas intestinales, los bronquios pulmonares y los ácidos pancreáticos. REFERENCIAS Transporte de Membrana. [Documento en Línea]. Disponible en: http://es.wikipedia. org/wiki/Transporte_de_membrana [Consulta: 2011,12,18] Creses, Ciencia y Tecnología.[Documento en Línea]. Disponible en: http://www.creces.cl/new/index. asp?tc=1&nc=5&tit=&art=648&pr=[Consulta: 2009,07,15]
Proceso de Óxido Reducción en Células
S
Autora: Yesenia Gómez
in darnos cuenta, cada segundo estamos librando una batalla interna en nuestros organismos. Se trata de los antioxidantes y los radicales libres. Los radicales libres son átomos o grupos de átomos que tienen un electrón (e-) desapareado en capacidad de aparearse, por lo que son muy reactivos.
Estos radicales recorren nuestro organismo intentando robar un electrón de las moléculas estables, con el fin de alcanzar su estabilidad electroquímica. No todos los radicales libres son “malos”. Las células del sistema inmune crean radicales libres para matar bacterias y virus, pero si no hay un control (ejercido por los antioxidantes), las células sanas pueden ser dañadas. Las reacciones químicas de los radicales libres se dan constantemente en las células de nuestro cuerpo y son necesarias para la salud. Pero, el proceso debe ser controlado con una adecuada protección antioxidante.
Así mismo, un antioxidante es una sustancia capaz de neutralizar la acción oxidante de los radicales libres, liberando electrones en nuestra sangre que son captados por los radicales libres convirtiéndose en moléculas inestables. Los radicales libres contribuyen al proceso del envejecimiento cuando toman el electrón que les hace falta de las células del tejido colágeno de la piel. Como resultado, la piel pierde su elasticidad y luce seca y arrugada. Los radicales
libres también pueden contribuir al crecimiento anormal de las células, al perder éstas, la capacidad de “reconocer” las células vecinas. Esa proliferación sin control se produce en los tumores benignos o malignos (cáncer).
El problema para la salud se produce cuando el organismo tiene que soportar un exceso de radicales libres durante años, producidos mayormente por contaminantes externos que penetran en él producto de la contaminación atmosférica, el humo del cigarrillo que contiene hidrocarburos aromáticos polinucleares, así como aldehídos que producen distintos tipos de radicales libres en nuestro organismo. El consumo de aceites vegetales hidrogenados tales como la margarina y el consumo de ácidos grasos trans como los de las grasas de la carne y de la leche también contribuye al aumento de los radicales libres. ¿Cuál es el papel de los antioxidantes? Los antioxidantes son sustancias que tienen la capacidad de inhibir la oxidación causada por los radicales libres (son el “batallón” que combate los daños). Unos actúan a nivel intracelular y otros en la membrana de las células, siempre en conjunto para proteger a los diferentes órganos y sistemas.
La vitamina C (ácido ascórbico) es otro de los antioxidantes naturales que destruyen el exceso de radicales libres. Necesaria para producir colágeno, importante en el crecimiento y reparación de las células de los tejidos, encías, vasos, huesos y dientes, y para la metabolización de las grasas, por lo que se le atribuye el poder de reducir el colesterol. Investigaciones han demostrado que una alimentación rica en vitamina C ofrece una protección añadida contra todo tipo de cánceres. Además de la prevención del resfriado común y el fortalecimiento de las defensas del organismo. Las fuentes alimentarias de la vitamina C son: pimiento verde, kiwi, limón (todos los que están antes del limón tienen mayor contenido de vitamina C que éste y los que están después menor), fresas, coliflor, naranjas, tomates, nabo y melón.
El selenio actúa junto con la vitamina E como antioxidante, ayudando a nuestro metabolismo a luchar contra la acción de los radicales libres. Ayuda a protegernos contra el cáncer, además de mantener en buen estado las funciones hepáticas, cardíacas y reproductoras. Es el más tóxico de los minerales incluidos en nuestra dieta. La ingestión en dosis altas se manifiesta con pérdida de cabello, alteración de uñas y dientes, nauseas, vómito y aliento a leche agria.
Fuentes alimentarias del selenio: Carne, pescado, cereales integrales y productos lácteos. Las verduras dependerán de la tierra en la que se ha cultivado.
Los flavonoides son compuestos polifenólicos encontrados en las plantas como frutas y vegetales, que son excelentes antioxidantes. Comúnmente se encuentran también en el té (principalmente té verde) y en el vino. En las frutas que fueron cosechadas hasta su maduración se encuentran gran cantidad de flavonoides, carotenoides, licopenes, zantinas, índoles y luteínas, todos con una potente acción antioxidante. En resumen si queremos evitar el envejecimiento y las enfermedades causadas por el exceso no controlado de radicales libres en nuestro cuerpo, tenemos que llevar una vida sana, sin consumir cigarrillo (tabaco) y tener una dieta libre de grasas saturadas y ácidos grasos trans que puedan aumentar el colesterol malo y éste formar colesterol oxidado que contribuye a la aterioesclerosis.
REFERENCIAS Los Antioxidantes y el Envejecimiento. [Documento en Línea]. Disponible en: http://zonadiet. com/alimentacion/l-antioxidantes.htm [Consulta: 1999-2012] Antioxidantes y Radicales. [Documento en Línea]. Disponible en: http://www.aula21.net/Nutriweb/ antioxiradic.htm [Consulta: 2011]
R E D A C T O R A s
Camacaro Maryrene(maryrenecamacaro@gmail.com) Las Proteínas en el Interior de la Membrana
Camacaro María Nelly (cmarian_16@hotmail.com) Naturaleza Líquida de La Membrana
Bonilla Karla (la_xtremak@hotmail.com) Colesterol en las Membranas ¿Será contraproducente?
Cordero Dessireé (dessiree.cordero61@gmail.com) Un Transporte por el Interior de la Membrana
Gómez Yesenia (yc_918@hotmail.com) Proceso de Óxido Reducción en Células