avance

(1)

Formaci´on de ves´ıculas y din´amica de membranas

Luciano Mart´ınez Balbuena

Contenido: Membranas biológicas Modelo de Helfrich Formación de ves´ıculas Dinámica de membranas

Formaci´

on de ves´ıculas y difusi´

on de inclusiones

en membranas

(2)

Contenido:

Membranas biológicas Modelo de Helfrich Formación de ves´ıculas Dinámica de membranas

1 Membranas biol´ogicas

2 Energ´ıa libre de Helfrich

3 Formación espontánea de ves´ıculas esféricas

(3)

Contenido:

Membranas biol´ogicas

Modelo de Helfrich Formaci´on de ves´ıculas Din´amica de membranas

Membranas biol´

ogicas I

Las membranas biol´ogicas son componentes primordiales de las c´elulas. Se trata de estructuras formadas esencialmente por una bicapa de fosfol´ıpido embebida en un medio acuoso, con prote´ınas incorporadas en ella.

(4)

Contenido:

¿Para qu´

e sirven?

Algunas funciones de las membranas biológicas: A´ıslan a la célula y a ciertos organelos, como el núcleo celular, de su exterior.

Sierven como fronteras entre los espacios intra y extracelular o inter-extra organelo.

Participan en funciones como el transporte activo, el encapsulamiento de sustancias, el soporte de canales i´onicos y la estabilidad de la propia c´elula.

(5)

Contenido:

¿Para qu´

e sirven?

(6)

Contenido:

¿Para qu´

e sirven?

(7)

Contenido:

¿Para qu´

e sirven?

(8)

Contenido:

¿C´

omo se estudian?

Mediante diferentes t´ecnicas experimentales tales como:

microscop´ıa óptica y electrónica, manipulación con micropipetas y

dispersión de radiación electromagnética

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Contenido: Membranas biol´ogicas

Modelo de Helfrich

Formaci´on de ves´ıculas Din´amica de membranas

Energ´ıa libre de Helfrich I

Hip´otesis

En equilibrio t´ermico, la energ´ıa de la bicapa est´a caracterizada por sus deformaciones:

1 la compresión o expansión, de la bicapa, en la dirección

lateral y

2 _{las deformaciones en la direcci´}_{on normal a la superficie.}

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Contenido: Membranas biol´ogicas

Modelo de Helfrich

Formaci´on de ves´ıculas Din´amica de membranas

Par´

ametros en el modelo

f = 2κ(H−c0)2+ ¯κK+σ

κ: M´odulo de curvatura media

c0: Curvatura espont´anea

¯

κ: M´odulo de curvatura gaussiana

σ: Tensi´on superficial

H: Curvatura media

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Contenido: Membranas biol´ogicas Modelo de Helfrich

Formaci´on de ves´ıculas

Din´amica de membranas

Formaci´

on espont´

anea de ves´ıculas esf´

ericas I

Ves´ıculas de fosfol´ıpido formadas con la t´ecnica de electroformaci´on:

Energ´ıa Total:

F =FB+Fl (1)

donde

FB=A κb

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Contenido: Membranas biol´ogicas Modelo de Helfrich

Modelo

Formaci´on espont´anea,2< δ <4 t

Membrana plana

θ

r

Ves´ıcula esf´erica

δ= q

A π

γ

(13)

Formación de ves´ıculas y dinámica de membranas Luciano Mart´ınez Balbuena Contenido: Membranas biológicas Modelo de Helfrich

Resultados

Ritmos de transici´on:

rp = ακb

8 (4−δ)

√

4 +δexp

− πκb

4kBT

(4−δ)2

rv = ακb 2

√

16−δ2

Erfi

δ

2 r_πκb

kBT

Formaci´on como un fen´omeno de transporte:

d

dτθ(τ) =− δ 2cos θ 2

+ sinθ

tc∼

2

√ π

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Contenido: Membranas biol´ogicas Modelo de Helfrich Formaci´on de ves´ıculas

Din´

amica de membranas en el espacio de Fourier I

Energ´ıa de una membrana en el espacio de Fourier:

βH= β 2

X

~ q

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Algoritmo FSBD

La base del algoritmo FSBD es el algoritmo estandar de din´amica browniana.

h(~q, t+ ∆t) =h(~q, t)− 1 τh(~q)

(16)

Resultados I

Secuencia de una membrana libre

Correlaci´on temporal en una membrana libre

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Colaboradores I

Director de Tesis:

Ernesto Hern´andez Zapata (URN-UNISON)

Amir Maldonado Arce (DF-UNISON)

Iv´an Santamar´ıa Holek (FC-UNAM)