MECANISMOS DE TRANSPORTA A TRAVES DE LA MEMBRANA PLASMATICA MEMBRANAS BIOLOGICAS MECANISMOS DE TRANSPORTA A TRAVES DE LA MEMBRANA PLASMATICA Dra. Carolina Ceriani

La estructura de las membranas biologicas es muy parecida La estructura de las membranas biologicas es muy parecida. Las diferencias se establecen a nivel de la funcion particular que tienen las organelas . Membrana plasmatica lisosomas Aparato de Golgi Reticulo endoplasmatico liso y rugoso

Plastidos (cloroplastos, cromoplastos, Leucoplastos) Mitocondrias vacuolas Envoltura nuclear

Modelo de Singer o del “mosaico fluido” (1972)

Según su ubicación en la membrana se clasifican en: integrales perifericas Pueden atravesar total o parcialmente la bicapa, asomando a una o ambas superficies de la misma. Únicamente pueden ser extraídas de la membrana por medio de detergentes que rompen la bicapa

PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS CELULARES La MP es una barrera con permeabilidad selectiva- Regula el intercambio de sustancias entre citoplasma y el medio extracelular.. Sus propiedades aseguran que: Las sustancias esenciales como glucosa,lipidos y aminoacidos entren facilmente Los intermediarios metabolicos permanezcan en su interior. Las sustancias de deshecho (x ej. UREA) salgan de la misma. PERMITE QUE EL MEDIO INTERNO DE LA CELULA PERMANEZCA RELATIVAMENTE CONSTANTE.

La pregunta es…….. Atraviesan libremente la membrana sustancias H2O Atraviesan libremente la membrana sustancias NO POLARES. POLARES PEQUEŇAS sin carga y LIPOSOLUBLES . La pregunta es…….. ¿Cómo hacen el resto de las moleculas para atravesar la membrana?

Recordemos como se comportan las moléculas con polaridad:

Lo hacen a traves de proteinas INTEGRALES que actuan como TRANSPORTADORES.

Antes de estudiar los fenomenos de transporte a traves de la membrana repasemos un poco el fenomeno de DIFUSION. gradiente MOVIMIENTO DE MOLECULAS DESDE UNA ZONA DE MAYOR CONCENTRACION A UNA DE MENOR CONCENTRACION. Es suficiente la energia cinetica propia de las moleculas

DIFUSION SIMPLE: Compartimentos separados por una membrana permeable. No requiere energia adicional, es decir, no requiere gasto de ATP . Que moleculas se movilizan por DIFUSION SIMPLE???? No polares y pequeňas Liposolubles Polares pequenas (sin carga electrica neta)

Un caso particular de DIFUSION es la OSMOSIS Recordar que el agua siempre pasa de el compartimento con menor cantidad de soluto (más diluído o hipotónico) al que tiene mayor cantidad de soluto (más concentrado o hipertónico)

Este fenomeno lo vimos en el TP de Microscopia (célula vegetal, epidermis de cebolla) y sucede tambien si ponemos una celula animal en solución.

Control de la osmolaridad celular Células animales y bacterias bombean iones (Na*) al exterior Los metabolitos celulares generan un aumento de la presión osmótica intracelular. H2O se desplazaría al interior celular provocando la rotura de la célula Muchos protozoos expulsan agua mediante vacuolas contráctiles especiales Las plantas soportan la presión osmótica mediante una pared rígida

Difusión facilitada: aquellas moléculas que por su tamaňo o su polaridad no pueden atravesar la membrana, lo podran hacer a traves de transportadores. Cuales son estos transportadores?? Las proteínas de membrana que mencionamos al principio! Las podemos clasificar en: PROTEINAS DE CANAL O CANALES IONICOS PROTEINAS CARRIERS O PERMEASAS

Caracteristicas de las proteinas transportadoras LA DIFUSION FACILITADA OCURRE SIEMPRE A FAVOR DE GRADIENTE, POR LO TANTO NO REQUIERE GASTO DE ENERGIA ADICIONAL. Puede ocurrir a favor de un gradiente de concentracion ( de compartimento de mayor concentracion al de menor concentracion,o a favor de un gradiente de potencial electrico (el soluto con carga electrica, independientemente de su signo, se desplazara de una zona donde la carga sea mayor hacia otra donde la carga sea menor). Caracteristicas de las proteinas transportadoras Saturabilidad Especificidad Inhibibles

PROTEINAS DE CANAL O CANALES IONICOS Son “poros” o “tuneles” formados por una o más proteínas de membrana. La característica es que crean un interior hidrofílico, que permite el pasaje de iones . Son altamente selectivos, pues solo permiten el pasaje de una sola clase de iones (x ej. K+, Na+, etc.) A favor de un gradiente electroquimico

El transporte de iones es impulsado por un GRADIENTE ELECTROQUIMICO Diferencia de carga electrica Diferencia de concentracion

CARRIERS O PERMEASAS Transportan iones de mayor tamaňo (HCO3-) y moleculas polares sin carga (glucosa) Transporte acoplado

Por que lo llamamos “Transporte acoplado”? Porque a diferencia de lo que hemos visto hasta ahora, que el transporte era a favor de gradiente de concentracion, estos dos tipos de transporte acoplanel el movimiento de un ion a favor de su gradiente de concentracion con el de otro en contra de su gradiente de concentracion.

EJEMPLOS: Cotransporte o SIMPORTE: Na+ y glucosa en la membrana plasmatica de las celulas intestinales. Contratransporte o ANTIPORTE: Cl- y HCO3- en las membranas de los globulos rojos.

Casos particulares de transporte pasivo: IONOFOROS Sustancias (en general ANTIBIOTICOS) que se incorporan a las membranas y aumentan la permeabilidad a ciertos iones Valinomicina (transportador movil) Gramicidina (formador de canales)

Acuaporinas Son proteinas de entre 200 y 300 aminoacidos. Se intercalan en la bicapa lipidica.Facilitan el paso de agua en celulas especializadas. NO SON CANALES IONICOS Se las encuentra sobre todo en plantas y sistema renal de los animales

TRANSPORTE ACTIVO

Las celulas deben exportar moleculas que estan en menor concentracion en el medio extracelular Necesitan mantener constante el medio interno Como lo hacen??

Por medio del transporte activo Se realiza EN CONTRA DE GRADIENTE CON GASTO DE ENERGIA EN FORMA ATP.

ATP a ADP+Pi El TRANSPORTE ACTIVO se lleva a cabo por medio de BOMBAS. Proceso TERMODINAMICAMENTE DESFAVORECIDO, acoplado siempre a un proceso exergonico como x ej. conversión de ATP a ADP+Pi Las bombas se suelen llamar “ATPasas de transporte”

La mas importante es: La bomba de Na+ y K+

Esta presente en TODAS las membranas plasmaticas En las celulas nerviosas el 60% de la energia que se consume es para impulsar esta bomba Tiene funcion de proteina transportadora y de ATPasa.

MECANISMO DE ACCION http://www.youtube.com/watch?v=XB3pKgs0ltA 3 iones Na se unen a la prot Cambioconformacional producto De fosforilacion proteina Se liberan dos iones K En citoplasma Se libera el Na al espacio extracelular Se desfoforila La proteina Se unen dos iones K http://www.youtube.com/watch?v=XB3pKgs0ltA

Cotransorte de Na+/glucosa en epitelio intestinal FUNCIONES: MANTENER DIFERENCIAS EN LA CONCENTRACION DE Na+ y K+ INTRA Y EXTRACELULAR. GENERAR UN POTENCIAL ELECTRICO DE MEMBRANA (DIFERENCIA DE CARGA ENTRE LA CARA INTERNA Y LA EXTERNA). INTERVENIR EN LA REGULACION DEL VOLUMEN CELULAR GENERAR DIFERENCIAS DE CONCENTRACION DE Na+ y K+ QUE PUEDE SER UTILIZADA POR OTROS TRANSPORTADORES PASIVOS Cotransorte de Na+/glucosa en epitelio intestinal

Permeasa pasiva contransporte Na/gluc bomba Difusion pasiva Difusion facilitada

Transporte transcelular de glucosa en el epitelio intestinal Acoplado al transporte de Na+ Dependiente de ATPasa Na+K+ Asimetria de la celula: dominio apical y dominio basolateral

TRANSPORTE EN MASA

Fusion de membranas: Cuando una vesicula se acerca a otra , a la membrana plasmatica, o a una cisterna, las membranas se ponen en contacto y se fusionan. Constituyen a partir de ese momento una sola membrana. Este fenómeno explica el transporte entre distintos compartimentos de la célula o desde las endomembranas a la membrana plasmática.

Fagocitosis Restos celulares Microorganismos Otras celulas Pinocitosis Fluido y particulas disueltas en el mismo Inespecifico Endocitosis mediada por receptor Muy especifica Union ligando-receptor en la sup de la celula, se forma una “fosita revestida” que es endocitada E N D O C I T S Este tipo de transporte es siempre con gasto de energia.

EXOCITOSIS Que funcion tiene en la celula? ES EL PROCESO INVERSO A LA ENDOCITOSIS EL MATERIAL CONTENIDO EN VESICULAS DE SECRECION ES VERTIDO AL MEDIO EXTRACELULAR. Que funcion tiene en la celula? Liberacion de proteinas de exportacion Liberacion de neurotransmisores en la sinapsis.

BIBLIOGRAFIA Alberts, B et al. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4th edition. GarlandPublishing. De Robertis, E.; Hib, J.; (2001). Fundamentos de Biología Celular y Molecular. 3º Edición. El Ateneo. Bs.As. Lodish, H.; (2001). Biología Molecular de la Célula. 4º Edición. Ed. Panamericana. Bs.As.