cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Bicapa lipídica
Estrutura e organización
Hai algunhas semellanzas entre esta estrutura e unha burbulla de xabón corrente, pero tamén importantes diferenzas. Ambas as estruturas implican a dúas capas dunha soa molécula de grosor dunha substancia anfipática. No caso da burbulla de xabón, as dúas monocapas de xabón cobren unha capa de auga intercalada. As cabezas hidrófilas están orientadas cara a auga intercalada, entanto que as colas hidrófobas apuntan ao aire de dentro e de fóra da burbulla, é dicir, partes hidrófobas por fóra da bicapa e hidrófilas por dentro da mesma. No caso dunha bicapa lipídica, esta estrutura está invertida coas cabezas por fóra da bicapa e as colas hidrófobas no centro e non hai auga interclada dentro da bicapa. Outra importante diferenza entre ambas as dúas é o seu tamaño relativo. As burbullas de xabón teñen normalmente centos de nanómetros de grosor, que é a mesma orde de tamaño ca a lonxitude de onda da luz, o cal explica por que os efectos de interferencia lumínica causan a aparición das cores do arco da vella na superficie da burbulla. Unha bicapa lipídica, polo contrario, ten arredor de cinco nanómetros de grosor, moito menor ca a lonxitude de onda da luz e, xa que logo, é invisible a simple vista, e mesmo cun microscopio óptico normal.
esquerda|miniatura|310px| Corte dunha bicapa lipídica típica. Consta de tres zonas: as zonas externas coas cabezas polares completamente hidratadas, a zona central coas colas hidrocarbonadas totalmente deshidratada, e as pequenas zonas intermedias cunha hidratación parcial.
Análise dunha sección de bicapa
A bicapa lipídica é moi fina comparada coas súas dimensións lonxitudinais. Se ampliásemos unha célula típica de mamífero (cun diámetro celular de ~10 micrometros) ata o tamaño dunha sandía (30 cm), a bicapa lipídica que constitúe a súa membrana plasmática tería o grosor dunha folla de papel. Malia os seus poucos nanómetros de grosor, a bicapa lipídica consta de varias rexións quimicamente distintas vista en sección. Estas rexión foron caracterizadas usando reflectometría de raios X, dispersión de neutróns e resonancia magnética nuclear.
A primeira rexión a cada lado da bicapa é a zona das cabezas con grupos hidrófilos. Esta porción da membrana está completamente hidratada e adoita ter un grosor de arredor de 0,8-0,9 nm. Nas bicapas de fosfolípidos o grupo fosfato localízase nesta rexión hidratada, separada aproximadamente 0,5 nm da rexión central hidrófoba. Nalgúns casos, a rexión hidratada pode estenderse moito máis, por exemplo en lípidos con longas cadeas proteicas ou de azucres unidas á súa cabeza. Un exemplo común de tal modificación é a cuberta de lipopolisacárido da membrana externa das bacterias, que axuda a reter unha capa de auga arredor da bacteria, impediando a súa deshidratación.
dereita|miniatura|240px| Imaxe de [[microscopio electrónico de transmisión dunha bacteria. A aparencia peluda do seu exterior débese a unha cuberta de cadeas longas de azucres unidos á membrana celular. Esta cuberta axuda a reter a auga e protexe á bacteria contra a deshidratación.]]
A continuación da rexión hidratada hai unha zona intermedia que está só parcialmente hidratada. Esta capa límite ten aproximadamente 0.3 nm de grosor. Nesta pequena rexión a concentración de auga baixa progresivamente de 2M (que era a que había na rexión das cabezas hidrófilas) a practicamente cero na zona central das colas hidrófobas. A rexión central hidrófoba da bicapa ten uns 3-4 nm de grosor, pero este valor varía dependendo da lonxitude e propiedades químicas das cadeas das colas. O grosor desta rexión central tamén varía significativamente coa temperatura, particularmente preto da transición de fase (fusión).
Asimetría
Esta asimetría dos lípidos orixínase, polo menos en parte, no feito de que a maioría dos fosfolípidos son sintetizados e inicialmente inseridos na monocapa interna. Os que formarán a monocapa externa son despois transportados alí por unha tipo de encimas chamados flipases. Outros lípidos, como as esfingomielinas, parecen sintetizarse na capa externa. As flipases son membros dunha ampla familia de moléculas transportadoras de lípidos que tamén inclúe as flopases, que transfiren lípidos na dirección oposta, e scramblases (~"mesturases"), que mesturan e fan aleatoria a distribución de lípidos a través das dúas capas (como sucede en células apoptóticas). En calquera caso, unha vez que queda establecida a asimetría dos lípidos esta non se disipa rapidamente porque o movemento espontáneo de cambio de capa ou flip-flop dos lípidos é extremadamente lento.
É posible imitar esta asimetría das membranas naturais no laboratorio en sistemas de bicapas modelo. Certos tipos de vesículas artificiais moi pequenas fanse automaticamente elas mesmas un pouco asimétricas, aínda que o mecanismo polo cal se xera esta asimetría é moi diferente ao observado nas células. Utilizando dúas monocapas diferentes na técnica de deposición Langmuir-Blodgett ou unha combinación de deposición Langmuir-Blodgett e rotura de vesículas é tamén posible sintetizar unha bicapa planar asimétrica. Esta asimetría pode perderse co tempo a medida que os lípidos destas bicapas tenden a realizar movementos flip-flop.
Fases e transicións de fase
dereita|miniatura|350px|Diagrama que mostra os efectos nas bicapas dos lípidos insaturados. Os lípidos con cadeas insaturadas (en azul) distorsionan o empaquetamento dos que teñen cadeas saturadas (en negro). A bicapa resultante ten máis espazos libres e en consecuencia é máis permeable á auga e a outras pequenas moléculas.
A unha temperatura dada unha bicapa lipídica pode atoparse tanto en estado líquido coma en forma de xel (fase sólida). Todos os lípidos teñen unha temperatura característica á cal fan a transición (funden) de xel á fase líquida. En ambas as fases as moléculas lipídicas teñen un impedimento para facer movementos de flip-flop (cambio de capa) a través da membrana, pero na fase líquida unha molécula de lípido da bicapa pode cambiar a súa posición coa súa veciña (dentro da mesma capa) millóns de veces por segundo. Este movemento aleatorio permite aos lípidos difundir e vagar a través da superficie da membrana. A diferenza das bicapas en fase líquida, os lípidos na fase de xel están localizados nun sitio fixo.
O comportamento de fase das bicapas lipídicas está en grande medida determinado pola forza das interaccións de Van der Waals entre moléculas de lípidos adxacentes. Os lípidos de cadeas hidrocarbonadas máis longas teñen máis área na cal interaccionar, incrementando a forza da interacción e en consecuencia diminuíndo a mobilidade dos lípidos. Así, a unha temperatura dada, un lípido de cola curta será máis fluído ca outro idéntico pero de cola máis longa. A temperatura de transición (ou fusión) pode tamén verse afectada polo grao de insaturación das colas dos lípidos. A insaturación por un dobre enlace pode producir un dobramento na cadea hidrocarbonada, que distorsiona o empaquetamento dos lípidos. Esta distorsión crea un espazo libre extra entre os lípidos que permite ás colas unha flexibilidade adicional. Un exemplo deste efecto pode ser a manteiga, que ten unha grande porcentaxe de graxas saturadas, e é sólida a temperaturas moderadas, entanto que o aceite vexetal, que é principalmente insaturado, a esa mesma temperatura é líquido.
A maioría das membranas naturais son unha complexa mestura de diferentes lípidos (e de proteínas). Se a unha determinada temperatura algún dos compoñentes está líquido e outros están en fase de xel, as dúas fases poden coexistir en rexións espacialmente separadas, como icebergs flotando no océano. Esta separación de fases xoga un papel crítico nos fenómenos bioquímicos porque compoñentes da membrana como as proteínas poden particionarse nunha fase ou na outra, e así poden ser concentradas localmente ou activadas. Un compoñente particularmente importante de moitos sistemas de fases mesturadas é o colesterol, que modula a permeabilidade da bicapa, a súa forza mecánica e as interaccións bioquímicas.
A química de superficie
Se as colas dos lípidos son as que principalmente modulan o comportamento de fase da bicapa, son as cabezas hidrófilas as que determinan a química da superficie da bicapa. A maioría das bicapas naturais están compostas principalmente de fosfolípidos con glicerina, aínda que son tamén compoñentes importantes os esfingolípidos como as esfingomielinas e os esterois como o colesterol. Nos fosfolípidos, o grupo de cabeza máis común é a colina, polo que o fosfolípido fosfatidilcolina chega a supoñer arredor da metade de todos os fosfolípidos na maioría das células de mamíferos. A fosfatidilcolina compórtase como un composto zwitteriónico, xa que ten unha carga negativa no grupo fosfato e positiva no grupo amino da colina, pero, malia estas cargas locais, o balance global é que non ten unha carga neta.
Tamén están presentes lípidos con outras cabezas polares en diversas proporcións, entre eles a fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina e fosftidilglicerol. Estas moléculas danlle a miúdo funcionalidade biolóxica especial ás bicapas, que depende moito do contexto. Por exemplo, a presenza de fosfatidilserina na cara extracelular da membrana dos eritrocitos e un sinal para a apoptose da célula, e a fosfatilserina en vesículas nas placas epifisarias de crecemento é necesaria para a nucleación de cristais de hidroxiapatito durante a mineralización dos ósos. A diferenza da fosfatidilcolina, outros lípidos teñen unha carga neta, o que pode alterar as interaccións electrostáticas de pequenas moléculas coa bicapa.
Contención e separación
Os procariotas teñen só unha bicapa lipídica, a membrana plasmática. Moitos procariotas teñen tamén unha parede celular, pero a parede celular está composta de longas cadeas de carbohidratos ou de proteínas, non de lípidos. Polo contrario, os eucariotas teñen un conxunto de orgánulos rodeados de bicapas lipídicas, como o núcleo celular, mitocondrias, lisosomas aparato de Golgi, retículo endoplasmático, peroxisomas e outras vesículas. Todos estes compartimentos subcelulares están rodeados por unha ou máis bicapas lipídicas e, xuntos, suman a maior parte da superficie das bicapas lipídicas da célula. Nos hepatocitos do fígado por exemplo, a membrana plasmática supón só o 2% do total da superficie de bicapas da célula, mentres que o seu retículo endoplasmático contén máis do 50% e as mitocondrias un 30%. miniatura|260px|Ilustración da proteína sinalizadora GPCR. En resposta á unión dunha molécula, como pode ser unha [[hormona, ao seu dominio exterior (en azul) a GPCR cambia de forma ou conformación e cataliza unha reacción química no seu dominio interior (en vermello). A formación cincenta que a rodea é a bicapa lipídica.]]
Sinalización
Probablemente a forma máis coñecida de sinalización ou comunicación celular é a transmisión sináptica, por medio da cal un impulso nervioso que acadase o extremo do axón dunha neurona transmítese á neurona adxacente por medio da liberación de neurotransmisores. Esta transmisión faise posible pola acción de vesículas sinápticas cargadas con neurotransmisores que serán liberados. Estas vesículas fusiónanse coa membrana celular no terminal presináptico da primeira neurona e ceiban o seu contido no exterior da célula. O contido difunde a través do espazo sináptico e chega ao terminal postsináptico da seguinte neurona.
As bicapas lipídicas están tamén implicadas na transdución de sinais xa que son o lugar onde están inseridas as proteínas integrais de membrana. Estas proteínas constitúen unha clase de moléculas moi variada e importante. Estímase que ata un terzo do proteoma humano pode estar formado por proteínas de membrana. Algunhas destas proteínas están ligadas ao exterior da membrana celular. Un exemplo é a proteína CD59, que identifica as células “propias” e inhibe a súa destrución polo sistema inmune. O virus VIH evita a acción do sistema inmunitario en parte ao inserir estas proteínas da membrana da célula hóspede na súa propia membrana superficial. Outras proteínas están situadas na bicapa atravesando todo o seu grosor (proteínas transmembrana) e serven para retransmitir certos sinais desde o exterior ao interior da célula. O tipo máis común destas proteínas é o receptor acoplado á proteína G (GPCR). Os GPCRs son responsables da maior parte da capacidade celular de percibir o seu medio externo e, debido á súa importante función, aproximadamente o 40% de todos os medicamentos modernos están dirixidos aos GPCRs.
Ademais de procesos mediados por proteínas e disolucións, as bicapas lipídicas poden tamén participar directamente na sinalización celular. Un clásico exemplo disto é a fagocitose activada por fosfatidilserina. Normalmente, a fosfatidilserina está distribuída asimetricamente na membrana da célula e está presente só na cara citoplasmática. Durante a morte celular programada unha proteína chamada scramblase equilibra esta distribución, dispoñendo fosfatidilserina na cara extracelular da bicapa. A presenza de fosfatidilserina desencadea entón a fagocitose que eliminará as células mortas ou moribundas.
Métodos de caracterización
esquerda|miniatura|220px| Imaxe de [[microscopio electrónico de transmisión dunha vesícula lipídica. As dúas bandas escuras arredor das súas beiras son as dúas capas da bicapa. Historicamente, imaxes similares a esta serviron para demostrar que a membrana celular era unha bicapa.]]
A bicapa lipídica é unha estrutura bastante complicada de estudar porque é moi delgada e fráxil. Malia estas limitacións nos últimos setenta anos téñense desenvolvido ducias de técnicas que permitiron investigar a súa estrutura e función.
As medidas eléctricas non nos proporcionan unha imaxe real do que pasa na membrana como o faría unha imaxe de microscopía. As bicapas lipídicas non poden verse nun microscopio convencional porque son moi finas, e hai que utilizar o microscopio de fluorescencia. Nestas técnicas a mostra é excitada cunha luz dunha lonxitude de onda determinada, que causa fluorescencia na mostra (luz de maior lonxitude de onda), que é observada co microscopio despois de pasar por unha serie de filtros. As bicapas lipídicas naturais non son fluorescentes, de modo que hai que usar unha tinguidura que se una ás moléculas que se desexe da bicapa. A resolución está normalmente limitada a uns poucos centos de nanómetros, que é moito menos ca o tamaño dunha célula pero moito maior ca o grosor da bicapa.
esquerda|miniatura|250px|Imaxes en 3d adaptadas de [[microscopio de forza atómica que mostran a formación de poros transmembrana (furados) nunha bicapa. ]]
dereita|miniatura|250px|Ilustración dun varrido típico dunha bicapa con [[microscopio de forza atómica. Os buracos son defectos na bicapa, que expoñen a superficie lisa do substrato de debaixo.]] O microscopio electrónico proporciona imaxes de maior resolución. No microscopio electrónico, en lugar de fotóns (luz) focalízase sobre a mostra un feixe de electróns. Ás imaxes clásicas obtidas con tinguidura de tetróxido de osmio, que mostraban tres bandas nas membranas, dúas escuras e no medio unha clara, que se correspondían coas zonas hidrófilas e hidrófobas da membrana, seguironlles outras probas máis sofisticadas. Usando o microscopio electrónico xunto con técnicas de conxelación (criofractura), poden estudarse os mecanismsmos do transporte inter- e intracelular, por exemplo para demostrar que as vesículas de exocitose son o modo en que se liberan os neurotransmisores nas sinapses.
Tamén se usa moito a espectroscopía 31P-NMR (resonancia magnética nuclear) en estudos das bicapas de fosfolípidos preparadas e das membranas biolóxicas en condicións naturais. A análise do espectro 31P-NMR dos lípidos pode dar moita información sobre o empaquetamento da bicapa lipídica, as transicións de fase, a orientación e dinámica dos grupos de cabeza polar dos lípidos, e as propiedades elásticas de bicapas lipídicas puras ou o seu comportamento como resultado da unión de proteínas e outras biomoléculas.
Ademais, un experimento específico H-N...(O)-P (transición por axuste escalar 3JH-P~5 Hz) pode fornecer información directa sobre a formación de pontes de hidróxeno entre os protóns dos grupos amido proteicos e o fosfato das partes polares dos lipidos, o que é moi útil en estudos das interaccións proteína/membrana.
Un novo método de estudo das bicapas lipídicas é a microscopía de forza atómica. Nesta técnica non se usa luz nin electróns senón unha sonda de silicio cunha agulla moi pequena e afiada que varre a superficie facendo contacto físico coa bicapa e movéndose sobre ela, de modo semellante ao que que faría unha agulla dun tocadiscos. A microscopía de forza atómica é unha técnica moi prometedora porque ten a potencialidade de obter imaxes cunha resolución de nanómetros a temperaturas ambientais moderadas e mesmo baixo a auga ou tampón fisiolóxico, condicións necesarias para estudar o comportamento natural das bicapas. Utilizando esta capacidade, a microscopía de forza atómica tense usado para examinar o comportamento dinámico das membranas incluíndo a formación de poros transmembrana e transicións de fase en bicapas de laboratorio. Outra vantaxe é que esta técnica non require a marcaxe fluorescente ou isotópica dos lípidos, xa que a punta da sonda interacciona mecanicamente coa superficie da bicapa. Grazas a iso, o mesmo varrido pode obter imaxes tanto dos lípidos coma das proteínas asociadas a eles, ás veces mesmo cunha resolución dunha soa molécula. Esta microscopía pode tamén explorar a natureza mecánica das bicapas lipídicas.
As bicapas lipídicas mostran unha alta birrefrinxencia, xa que o índice de refracción no plano da bicapa difire do que presenta o plano perpendicular en 0,1 unidades de índice de refracción. Isto usouse para caracterizar o grao de orde e distorsión nas bicapas usando interferometría de polarización dual para comprender así os mecanismos das interaccións das proteínas.
Difusión pasiva
A maioría das moléculas polares teñen unha solubilidade baixa na zona central hidrocarbonada da bicapa lipídica e en consecuencia teñen baixos coeficientes de permeabilidade a través da bicapa. Este efecto é particularmente pronunciado no caso das moléculas cargadas, que teñen coeficientes de permeabilidade aínda máis baixos ca as polares neutras. Os anións normalmente teñen un grao de difusión a través das bicapas moito maior cós catións. Comparados coas moléculas iónicas, as moléculas de auga en realidade teñen unha permeabilidade a través da membrana relativamente grande, o que se pon en evidencia no fenómeno do inchamento da célula por osmose. Cando unha célula ou unha vesícula cunha concentración de sales alta no seu interior se encontra no seo dunha disolución con concentracións baixas de sales, a auga penetrará na célula por osmose e a célula incha e mesmo pode chegar a rebentar. Este resultado non se daría se a auga non puidese pasar a través da bicapa lipídica con relativa facilidade. A anómala alta permeabilidade relativa da auga a través da bicapa aínda non se comprende por completo e continúa sendo obxecto de activo debate. As moléculas non cargadas apolares difunden a través das bicapas lipídicas considerablemente máis rápido ca as moléculas de auga. Isto pode aplicarse tanto a graxas coma a disolventes orgánicos como o cloroformo e éter. Sen termos en conta o seu carácter polar, o tamaño da molécula tamén inflúe, xa que as moléculas grandes difunden a través da bicapa máis lentamente ca as pequenas.
esquerda|miniatura|250px|Estrutura dunha canle iónica de [[potasio. As hélices alfa penetran na bicapa (os seus límites están indicados con liñas vermellas e azuis), abrindo un buraco a través do cal flúen os ións potasio.]]
Bombas iónicas e canles
Existen dúas clases de proteínas que controlan os gradientes iónicos observados a través das membranas celulares e subcelulares naturais, que son: canles iónicas e bombas iónicas. Tanto as bombas coma as canles son proteínas integrais de membrana que atravesan todo o grosor da bicapa, pero as súas funcións son bastante diferentes. As bombas iónicas son proteínas que crean e manteñen os gradientes químicos utilizando unha fonte de enerxía externa para mover os ións en contra dos gradientes de concentración pasándoos a unha zona con potencial químico máis alto. A fonte de enerxía pode ser ATP, como é o caso da ATPase de Na+-K+ ou bomba de Na+-K+. Alternativamente, a fonte de exerxía pode ser outro gradiente químico xa existente, como sucede no caso do antitransportador de Ca2+/Na+, que intercambia eses dous ións. Grazas á acción das bombas de ións a célula pode regular o pH por medio do bombeo de protóns.
A diferenza das bombas de ións, as canles iónicas non crean gradientes químicos senón que máis ben os disipan para realizar un traballo ou enviar un sinal. Probablemente o exemplo máis coñecido e estudado é a canle de Na+ regulada por voltaxe, que permite a condución dun potencial de acción ao longo das neuronas. Todas as canles de ións teñen algún tipo de disparador ou mecanismo de “apertura”. No exemplo anterior era unha voltaxe de polarización, pero outras canles poden activarse pola unión de ligandos ou por medio dun cambio conformacional doutra proteína próxima.
dereita|210px|miniatura|Ilustración esquemática da [[pinocitose, un tipo de endocitose.]]
Endocitose e exocitose
Algunhas moléculas ou partículas son demasiado grandes ou demasiado hidrófilas para conseguiren pasar a través da bicapa lipídica. Outras moléculas poden pasar a través da bicapa pero deben facelo rapidamente e en tan gran cantidade que o seu transporte por canles é inviable. En ambos os casos este tipo de moléculas poden ser transportadas a través da membrana celular por medio da fusión ou evaxinación de vesículas. Cando se orixina unha vesícula no interior da célula e fusiónase coa membrana plasmática para liberar o seu contido no espazo extracelular, falamos de exocitose. O proceso inverso chámase endocitose e consiste en que unha rexión da membrana plasmática se invaxina e finalmente despréndese cara ao interior da célula, levando no seu interior unha porción do fluído extracelular para transportalo ao interior da célula. A endocitose e a exocitose dependen para o seu funcionamento de maquinarias celulares moi diferentes, pero os dous procesos están intimamente ligados e non poderían funcionar un sen o outro. O mecanismo primario desta interdependencia e o volume total de material lipídico implicado. Nunha célula típica intervén no ciclo de endocitose/exocitose unha área de bicapa equivalente ao total da membrana plasmática en só media hora. Se estes dous procesos non están equilibrados a célula ou incharía ata un incrible tamaño ou perdería completamente a súa membrana plasmática en cuestión de minutos.
Electroporación
A electroporación é o rápido incremento da permeabilidade da bicapa inducido pola aplicación dun forte campo eléctrico artificial a través da membrana. Experimentalmente, úsase a electroporación para introducir nas células moléculas hidrófilas. É unha técnica especialmente útil para introducir na célula moléculas grandes e moi cargadas como o ADN, que nunca podería difundir pasivamente a través da zona central hidrófoba da bicapa lipídica. Por esta razón, a electroporación é un dos métodos básicos para a transfección (introdución artificial de ADN na célula) e para a transformación bacteriana. Propúxose tamén que a electroporación resultante das tormentas de lóstregos podería ser un mecanismo natural para a transferencia de xenes dunha especie a outra (ou transferencia horizontal de xenes).
Este incremento de permeabilidade afecta principalmente ao transporte de ións e doutras especies químicas hidratadas, o que indica que o seu mecanismo de acción é a creación na membrana de orificios cheos de auga de escala nanométrica. Aínda que tanto a electroporación coma a rotura dieléctrica (perda de resistencia do material illante) orixínanse ambas pola aplicación de campos eléctricos, os mecanismos implicados son moi diferentes. Na rotura dieléctrica o material que fai de barreira é inonizado, creando unha vía condutiva. A alteración do material é neste caso de natureza química. Polo contrario, durante a electroporación as moléculas lipídicas non son alteradas quimicamente senón que simplemente cambian de posición, abrindo un poro que actúa como a vía de condución a través da bicapa a medida que se vai enchendo de auga.
Mecánica das bicapas
miniatura|280px|Esquema que mostra dúas posibles conformacións dos lípidos nas beiras dun poro. Na imaxe de arriba os lípidos non redistribuíron a súa psosición, de modo que a parede do poro é hidrófoba. Na imaxe de abaixo algunhas das cabezas polares dos lípidos están dobradas lateralmente, de modo que a parede do poro é hidrófila.
As bicapas lipídicas son estruturas grandes dabondo como para mostrar algunhas das propiedades mecánicas dos líquidos e os sólidos. O módulo de compresión de área Ka, o módulo de flexión Kb, e a enerxía de bordo \Lambda, poden usarse para describilas. As bicapas lipídicas sólidas tamén teñen un módulo de cizalladura ou rixidez, pero como para calquera líquido, este módulo é cero para bicapas líquidas. Estas propiedades mecánicas afectan ao funcionamento das membranas. Ka e Kb afectan á capacidade das proteínas e das pequenas moléculas de inserirse na bicapa, e sábese que as propiedades mecánicas da bicapa alteran o funcionamento das canles iónicas activadas mecanicamente. As propiedades mecánicas das bicapas tamén determinan que tipos de estrés pode soportar a célula sen rachar. Aínda que as bicapas poden dobrarse facilmente, a maioría non se poden estirar máis dunha pequena porcentaxe sen romperen.
Como se comentou no apartado de "estrutura e organización", a forza principal que mantén cohesionadas as bicapas é a repulsión hidrófoba entre as colas hidrocarbonadas dos lípidos e a auga. Así, o módulo elástico da bicapa está determinado esencialmente pola área extra que queda exposta á auga cando estiramos e separamos os lípidos. Non debe estrañar tendo en conta as forzas implicadas que os estudos realizados mostrasen que Ka varía moito segundo as condicións da disolución pero só un pouco ao variaren a lonxitude e insaturación das colas lipídicas. Como as forzas implicadas son tan pequenas, é difícil determinar experimentalmente Ka. A maioría das probas requiren usar sofisticadas técnicas de microscopía e un equipamento de medición moi sensible.
A diferenza do Ka, que é unha medida de canta enerxía se necesita para estirar a bicapa, Kb mide canta enerxía se precisa para dobrala ou flexionala. Formalmente, o módulo de flexión defínese como a enerxía requirida para deformar unha membrana desde a súa curvatura intrínseca a outra curvatura. A curvatura intrínseca defínese pola razón do diámetro do grupo de cabeza do lípido con respecto do grupo de cola. Para un lípido con dúas colas hidrocarbonadas como a fosfatidilcolina, esta razón é de case 1, polo que a curvatura intrínseca é case 0. Se un determinado lípido ten na súa curvatura intrínseca unha desviación grande de cero, non formará unha bicapa, e en lugar diso formará outras fases como micelas ou micelas invertidas. Tipicamente, Kb non se mide experimentalmente senón que se calcula a partir de medicións de Ka e do grosor da bicapa, xa que os tres parámetros están relacionados.
Fusión
dereita|miniatura|280px| Ilustración da fusión de vesículas lipídicas na que se mostra dúas posibles resultados: hemifusión e fusión completa. Na hemifusión só a capa externa da bicapa se mestura. Na fusión completa mestúranse ambas as capas da bicapa e o contido interno. A fusión de bicapas lipídicas é o proceso polo cal dúas bicapas se unen formando unha estrutura única conectada. Se esta fusión ten lugar de forma completa entre as dúas capas da bicapa, fórmase unha ponte chea de auga e mestúranse as solucións contidas nos dous compartimentos das bicapas. Outra posible alternativa dáse se só intervén na fusión unha das capas de cada bicapa; nese caso fálase de hemifusión. A fusión está implicada en moitos procesos celulares, especialmente en eucariotas, xa que as células eucariotas están moi subdivididas en compartimentos por membranas de bicapas. A exocitose, a fertilización dos ovos polo espermatozoide e o transporte de produtos residuais ao lisosoma son só algúns dos moitos procesos eucarióticos que dependen desta fusión. Mesmo a entrada de patóxenos pode estar determinada pola fusión, pois moitos virus con cubertas membranosas de bicapa especializaron certas proteínas de fusión situadas na súa superficie para conseguir entrar na célula hóspede.
No proceso de fusión hai catro pasos fundamentais. Primeiro, as membranas implicadas no proceso deben achegarse, aproximarse unha a outra ata só uns poucos nanómetros. Segundo, as dúas bicapas deben poñerse en estreito contacto (a só uns poucos ángstroms). Para conseguir este contacto, as dúas superficies deben deshidratarse polo menos parcialmente, xa que a auga unida á superficie que normalmente presentan as bicapas fai que as bicapas se repelan enerxicamente. A presenza de ións, especialmente de catións divalentes como os ións magnesio e calcio, afecta moito a esta fase do proceso. Unha das funcións básicas do calcio no organismo é regular a fusión das membranas. Terceiro, debe orixinarse unha desestabilización nalgún punto entre as dúas bicapas en fusión, que distorsione localmente as súas estruturas. A natureza exacta desta distorsión non se coñece. Unha teoría é que se deben formar unha especie de protrusións (stalks) moi curvadas entre as dúas bicapas. Os partidarios desta teoría pensan que isto explicaría por que a fosfatidiletanolamina, un lípido moi curvado, facilita a fusión. Finalmente, na última fase da fusión, este punto distorsionado crece e os compoñentes das dúas bicapas mestúranse e difunden desde o sitio de contacto.
Amelio Robles Ávila
Amelio Robles Ávila, nado o 3 de novembro de 1889 en Xochipala, Guerrero e finado o 9 de decembro de 1984 na mesma vila, foi un coronel mexicano que participou na Revolución Mexicana. Foi asignado como muller co nome de Amelia Robles Ávila e viviu coma home durante 70 dos 94 anos que estivo vivo, sendo considerada a primeira persoa transxénero en México, chegándoselle a recoñecer institucionalmente o seu sexo sentido.
Bicapa lipídica
Fusión
esquerda|miniatura|420px| Ilustración esquemática do proceso de fusión por medio da formación dunhas protrusións moi curvadas nas dúas membranas, que se acaban tocando.
Amelio Robles Ávila
Traxectoria
Robles foi fillo de Casimiro Robles e Josefa Ávila, e tiña dous irmáns, Teódulo e Prisca. O seu pai era propietario de varios terreos e mais dunha fábrica de mezcal; exercera de axudante do comisario da zona durante algún tempo, e morreu cando Amelio tiña 3 anos. A súa nai casou de novo con Jesús Martínez, un traballador que se dedicaba ao gando, tendo con el outros tres fillos: Luis, Concepción e Jesús.
Amelio fora educado na relixión católica, formando parte da Sociedade das Fillas de María da Medalla Milagreira. Xa dende a infancia amosou interese polas actividades que naquel entón eran consideradas propiamente masculinas; aprendeu a montar e domar cabalos, e tamén o manexo das armas.
Se cadra a súa relación coa Revolución mexicana tivo que ver con algúns problemas no seo da familia. A súa andaina revolucionaria comezou no 1911, sendo tesoureiro nun club en Xochipala. Estivo presente na toma de Iguala o 14 de maio do 1911; e entre os meses de agosto e novembro dese mesmo ano foi enviado ao golfo de México por unha comisión que pretendía recadar cartos das empresas petroleiras para a causa revolucionaria. Finalmente, incorporouse á loita armada no 1912, cando o xeneral Juan Andrew Almazán pasa pola vila. A partir do 1913 Amelio participou nas filas zapatistas baixo o mando dos principais xefes revolucionarios do estado (como Jesús H. Salgado, Heliodoro Castillo e Encarnación Díaz); sendo en novembro do 1918 cando entregou as armas.
Bicapa lipídica
Fusión
dereita|miniatura|330px| Diagrama da acción das proteínas SNARE fixando unha vesícula de exocitose. Versións complementarias da proteína situadas na membrana da vesícula e na membrana diana únense e envólvense unha coa outra, poñendo as dúas membranas en contacto no proceso. A situación é máis complicada na fusión in vivo porque a fusión biolóxica está case sempre regulada pola acción de proteínas asociadas á membrana. As primeiras destas proteínas en seren estudadas foron as proteínas virais de fusión, que permiten aos virus con envoltura inserir o seu material xenético na célula hóspede (os virus con envoltura están rodeados por unha bicapa lipídica; outros só teñen unha cuberta proteica). As células eucarióticas tamén presentan proteínas de fusión, as mellor estudadas das cales son as proteínas SNARE. As proteínas SNARE úsanse para dirixir todo o tráfico intracelular de vesículas. A pesar dos anos que se levan estudando, aínda se descoñece moito sobre as funcións desta clase de proteínas. De feito, hai aínda un activo debate sobre se as SNARE están relacionadas coa fixación inicial da vesícula á membrana ou participan máis tarde no proceso de fusión facilitando a hemifusión.
Amelio Robles Ávila
Traxectoria
No seu expediente persoal dos arquivos militares consta coma home, usándose unha acta de nacemento falsa que proporcionou o propio Amelio. Era de todo o mundo sabido que lle foi asignado o xénero feminino ao nacer, mais no exército estivo rexistrado coma home. Foi nesa época, en Apipilulco (Guerrero), cando coñeceu á que sería a súa parella, Ángela Torres, coa que criou á súa única filla adoptiva, Regula Robles Torres.
No 1970 outorgóuselle a condecoración coma veterano da Revolución mexicana e Lexionario de Honra do Exército Mexicano. No 1973 recibiu a condecoración ao Mérito revolucionario. A súa personalidade fixo que se lle dedicasen varios corridos, dos que se manteñen actualmente uns versos que foran escritos polo seu sobriño Simón Ramírez Martínez, fillo da súa media irmá Concepción:"'O seu nome foi Amelia Robles, coronela consagrada, non esquezan o seu nome, era orquídea perfumada, lévenlle un ramo de flores á súa tumba abandonada.'"Amelio morreu o 9 de decembro do 1984, aos 95 anos de idade.
Bicapa lipídica
Fusión
Nos estudos de bioloxía molecular e cellular é a miúdo preferible inducir artificialmente a fusión. A adición de polietilén glicol causa a fusión sen que se produza unha agregación significativa ou distorsión bioquímica. Este procedemento úsase hoxe continuamente, por exemplo para fusionar linfocitos B con células de melanoma. O “hibridoma” resultante desta combinación expresa un anticorpo desexado determinado pola célula B, pero este queda "inmortalizado" pola célula de melanoma fusionada. A fusión tamén se pode inducir artificialmente por electroporación nun proceso chamado electrofusión. Crese que este fenómeno débese aos bordos enerxeticamente activos formados na membrana durante a electroporación, que poden actuar como os puntos locais de distorsión para nuclear o crecemento da protrusión entre as dúas bicapas.
Sistemas modelo
As membranas lipídicas poden crearse artificialmente no laboratorio para facilitar aos investigadores a realización de experimentos que non son factibles con bicapas naturais. Estes sistemas sintéticos chámanse bicapas lipídicas modelo. Hai moitos tipos deferentes de bicapas modelo, e cada unha ten as súas vantaxes e desvantaxes experimentais. Poden elaborarse tanto con lípidos sintéticos coma naturais. Entre os sistemas modelo máis comúns están:
Aplicacións comerciais
A primeira xeración de liposomas usados para a administración de fármacos tiña unha composición lipídica sinxela e o seu uso presentaba varias limitacóns. A súa circulación pola corrente sanguínea era moi limitada debido á súa eliminación polos riles e á fagocitose. Un maior refinamento da súa composición lipídica para mellorar a súa fluidez, densidade de carga superficial e hidratación superficial serviu para elaborar vesículas que adsorbían menos proteínas do plasma sanguíneo, o que dificultaba o seu recoñecemento polo sistema inmunitario. O avance máis significativo neste eido foi a inserción de polietilén glicol na superficie do liposoma para producir vesículas “silandeiras”, que pasan desapercibidas e circulan polo corpo durante longo tempo sen que o sistema inmune ou os riles os eliminen.
Os primeiros liposomas deste novo tipo foron dirixidos pasivamente a tecidos tumorais. Pero como os tumores inducen unha rápida e incontrolada anxioxénese son especialmente “permeables” e permiten aos liposomas saír da circulación sanguínea con moita maior rapidez do que o farían en tecidos non tumorais. Posteriores traballos seguiron a estratexia de inserir anticorpos ou outros marcadores moleculares na superficie do liposoma coa esperanza de que estes se unisen activamente a células ou tecidos específicos. Algúns exemplos desta estratexia están xa na fase de probas clínicas.
As bicapas lipídicas apoiadas en substrato sólido tiveron éxito comercial como técnicas de cribado ou selección para medir a permeabilidade de fármacos, como a técnica denominada PAMPA (parallel artificial membrane permeability assay).
Historia
A principios do século XX os científicos xa pensaban que as células estaban rodeadas por unha delgada barreira de características aceitosas, pero a natureza estrutural desta membrana non se coñecía. Dous experimentos de 1925 puxeron as bases para acabar con este descoñecemento. Hugo Ficke, medindo a capacitancia de solucións de eritrocitos, determinou que a membrana celular tiña un grosor de 3,3 nm.
Esta teoría foi confirmada co uso do microscopio electrónico na década de 1950. Aínda que non publicou o primeiro estudo de microscopía electrónica de bicapas lipídicas, foi J. David Robertson o primeiro en afirmar que as dúas bandas escuras electrodensas que se observaban na membrana eran os grupos de cabeza hidrófilos dos lípidos e as proteínas asociadas de cada unha das capas superpostas da bicapa. Con eses traballos Robertson presentou o concepto de “unidade de membrana.” Esta foi a primeira vez que a estrutura en bicapa era universalmente asignada a todas as membranas celulares e dos orgánulos.
Máis ou menos ao mesmo tempo o desenvolvemento de membranas modelo confirmou que a bicapa lipídica é unha estrutura estable que pode existir independentemente das proteínas. “Pintando” unha disolución de lípidos en disolvente orgánico sobre un orificio (é dicir, construíndo unha membrana "negra"), Mueller e Rudin puideron crear unha bicapa artificial e determinar que esta mostraba fluidez lateral, alta resistencia eléctrica e autorrexeneración en resposta a unha perforación, e todas estas eran propiedades dunha membrana celular natural. Uns poucos anos despois, Alec Bangham demostrou que as bicapas, en forma de vesículas lipídicas, podían tamén formarse simplemente poñendo unha mostra seca de lípidos en auga. Este foi un importante avance, porque demostraba que as bicapas lipídicas se formaban espontaneamente por autoensamblaxe e non requirían unha estrutura de soporte.
Arteria colateral media
miniatura|200px|Arteria braquial fonda e as súas ramas A arteria colateral media ou medial é unha arteria do membro superior, rama da arteria umeral fonda. Preto do cóbado, anastomósase coa arteria recorrente interósea.
Teddy Pilette
Theodore "Teddy" Pilette, nado en Bruxelas o 26 de xullo de 1942 é un expiloto de carreiras belga. Participou en 4 Grandes Premios do Campionato do Mundo de Fórmula 1, o primeiro o 12 de maio de 1974 co equipo Brabham de Bernie Ecclestone.
Traxectoria
Fillo de André Pilette e neto de Théodore Pilette, seguiu a tradición familiar. Comezou a súa carreira gañando varias carreiras de karts antes de marchar a escola de pilotos de Jim Russell Racing School en Inglaterra. Esta experiencia deulle a oportunidade de formar parte do elenco para a película de John Frankenheimer Grand Prix e máis tarde en Le Mans con Steve McQueen.
Nos circuítos, Pilette competiu para Carlo Abarth en 1963 e 1965 e en 1967 empezou a competir co equipo belga VDS. Gañou o Campionato de Europa de Fórmula 5000 en 1973 cun Chevron B24 e outra vez en 1975 cun Lola T400. Tamén competiu nos EE.UU. na Fórmula 5000. Tamén fixo 3 intentos na Indy 500. Intentou clasificarse para as 500 Millas de Indianápolis de 1977 pero non o conseguiu. Pilotou na carreira de CART en Watkins Glen International en 1981, pero retirouse logo de 14 voltas debido a un fallo na caixa de cambios. Sería a súa única saída na Champ Car porque xa non conseguiu clasificarse para as Indianápolis 500 de 1982 e 1983 inscribíuse no Gran Premio de Cleveland ese ano pero o coche pilotouno Herm Johnson.
Nas carreiras de coches deportivos, Pilette gañou as 24 Horas de Spa cun Ford Capri, na última carreira no longo circuíto en 1978.
En 1992 formou o equipo de Fórmula Ford Pilette Speed ​​Tradition en Europa. En 1994 construíu o seu propio coche de Fórmula 3, o Pilette F.3, e participou no Campionato de Fórmula 3 alemán con Paolo Coloni. En setembro de 2013, foi elixido vicepresidente do Grand Prix Drivers Club (anteriormente coñecido como Club Internacional de Pilotos Veteranos de Grand Prix F1)
Resultados completos na Fórmula Un
(Chave) As carreiras en letra grosa indican pole position; as carreiras en cursiva indican volta rápida.
Quill
Quill ou P-40 foi un satélite artificial dos Estados Unidos lanzado o 21 de decembro de 1964 mediante un foguete Thor Agena D desde a base Vandenberg da Forza Aérea (Australia).
Características
Quill foi o primeiro satélite en intentar usar un radar de apertura sintética como método de recoñecemento. O radar, denominado KP-II, foi fabricado por Goodyear e usaba a banda X (9,6 GHz). A antena do radar medía 4,6 x 0,6 m e sobresaía dun lateral do satélite, que tiña forma cilíndrica. Os datos obtidos polo radar eran grabados en película fotográfica que logo se enviaba a terra mediante unha cápsula recuperable. Debido a cuestións diplomáticas o satélite só se enfocou en obxectivos en territorio dos Estados Unidos. O satélite esgotou as súas baterías o 26 de decembro de 1964 e despois de que o radar fora usado catorce veces. A análise dos datos amosou que a resolución do radar non era suficiente para obter información valiosa dos obxectivos. Quill reentrou na atmosfera o 11 de xaneiro de 1965.
Pareizo, Goiás, Lalín
Pareizo é un lugar da parroquia de Goiás, no concello pontevedrés de Lalín, na comarca do Deza. Segundo o INE, no 2008 tiña 135 habitantes (68 homes e 67 mulleres), o que supón unha diminución de 11 habitantes con respecto ao ano 2000.
-1297
Outros
Historia ano a ano
Eixo cafeteiro
O eixo cafeteiro (en eje cafetero) é unha rexión xeográfica, cultural, económica e ecolóxica de Colombia situada nos departamentos de Caldas, Risaralda, Quindío, o Norte e Oriente do Valle del Cauca, e o Noroccidente do Tolima, e as cidades capitais dos tres primeiros departamentos devanditos (Manizales, Pereira e Armenia, respectivamente). Esta rexión foi unha notable produtora de caucho, a comezos do século XX pero logo dedicouse ó café.
O Triángulo do Café, que non se debe confundir co eixo cafeteiro, é unha rexión comprendida entre as concas dos ríos Campoalegre, Otún e La Vieja.
Gontade
O topónimo galego Gontade pode referirse a:
Micronema
miniatura|[[Micrografía electrónica de transmisión de taquizoítos de Toxoplasma gondii. Micronemas: mn (facer clic para ampliar).]] miniatura|Esquema dun apicomplexo. O número 3 son os micronemas.
Os micronemas son orgánulos típicos de protozoos Apicomplexa con función secretora. Están situados no terzo apical do protozoo, son pequenos e delgados con forma de corda enroscada e rodeados de membrana, cunha matriz interna electrodensa debido ao seu contido proteico. O seu nome vén da súa forma: micro + nema = microfíos. Estes orgánulos secretores especializados crese que son importantes para a motilidade por esvaramento dos apicomplexos e para a invasión da célula hóspede.
Estes orgánulos segregan varias proteínas, como o da familia proteica do antíxeno da membrana apical 1 ou PfAMA1 de Plasmodium falciparum, e o antíxeno da familia eritrocitaria ou EBA. Estas proteínas están especializadas na unión a receptores de superficie dos eritrocitos do hóspede e facilitan a entrada do parasito no eritrocito. Só grazas a este intercambio químico inicial facilitado polos micronemas pode o parasito penetrar no eritrocito por medio do complexo motor de actina-miosina.
O Loural, Nete, Vilalba
O Loural é un lugar da parroquia de Nete, no concello lugués de Vilalba, na comarca da Terra Chá.
Valdemar I de Dinamarca
Valdemar I de Dinamarca, nado en 1131 e finado en 1182, tamén coñecido como Valdemar o Grande, foi rei de Dinamarca entre 1157 e 1182.
Traxectoria
Seu pai Canuto Lavard, fillo do rei de Dinamarca Erik I, foi asasinado pouco antes de que el nacese, e a súa nai, Ingeborg, filla de Mstislav I de Kíiv, púxolle este nome en memoria do seu avó Vladimir II Monomaque de Kíiv. Herdeiro do trono, foi educado na corte de Asser Rig de Fjenneslev co fillo de Asser, Absalón, que se converteu no seu amigo e home de confianza.
Frutosa 6-fosfato
A frutosa 6-fosfato (tamén escrita frutosa-6-fosfato ) é unha molécula de frutosa fosforilada no carbono 6. A forma β-D deste composto é moi común nas células. Intervén en rutas metabólicas importantes, como a glicólise, gliconeoxénese ou na ruta da pentosa fosfato.
Papel na glicólise
Posteriormente, a frutosa 6-fosfato formada convértese en frutosa 1,6-difosfato nunha reacción irreversible catalizada pola fosfofrutoquinase, na cal se gasta ATP, que proporciona o o fosfato adicional que capta a molécula. A fosfofrutoquinase é un importante encima regulatorio, que está activo cando os niveis enerxéticos da célula son baixos.
A manosa pode incorporarse á glicólise converténdose en manosa 6-fosfato por acción da hexoquinase, e esta en frutosa-6-fosfato por acción do encima fosfomanoisomerase, pero a súa contribución á glicólise non é significativa. Tamén se pode incorporar á glicólise a frutosa, transformándose en frutosa 6-fosfato pola acción da hexoquinase.
Papel na gliconeoxénese
frutosa 1,6-difosfato + H2O → frutosa 6-fosfato + Pi
Despois, na seguinte reacción da gliconeoxénese, esta transfórmase en glicosa 6-fosfato, en reacción inversa á da glicólise, xa que é reversible.
-1284
Outros
Historia ano a ano
Frutosa 6-fosfato
Ruta da pentosa fosfato e fotosíntese
Na ruta da pentosa fosfato a reacción entre o gliceraldehido 3-fosfato e a sedoheptulosa 7-fosfato catalizada pola transaldolase, orixina frutosa 6-fosfato e eritrosa 4-fosfato.
Na fase escura da fotosíntese a frutosa 6-fosfato orixínase a partir da frutosa 1,6-difosfato. A frutosa 6-fosfato dá lugar á molécula de glicosa que é o produto neto do ciclo de Calvin (frutosa 6-fosfato → glicosa 6-fosfato → glicosa). Outras moléculas de frutosa 6-fosfato interveñen na fase rexenerativa do ciclo de Calvin, reaccionando co gliceraldehido 3-fosfato, dando lugar a eritrosa 4-fosfato e xilulosa 5-fosfato.