«MEMBRANA PLASMÁTICA» Colegio San Ignacio «MEMBRANA PLASMÁTICA» Profesor Luis Lara

En esta clase aprenderemos: Detalles acerca de la membrana plasmática: componentes, organización y función. Distintos mecanismos de transporte a través de la membrana. Importancia de: difusión, osmosis y gradiente de concentración.

Para tener en mente:

ESTRUCTURA. Componentes de la membrana plasmática y sus funciones.

¿Cuáles son los componentes? Membrana Plasmática Lípidos Proteínas Glúcidos se compone de

1.Lípidos: Anfipático Bicapa lipídica Tipos Fosfolípidos, Glucolípidos, Colesterol. Función  Barrera semipermeable. Anfipático Hidrofóbica Hidrofílica Bicapa lipídica extracelular intracelular

Proteínas

Lípidos

Movimiento de fosfolípidos:

Carbohidratos Los carbohidratos son un grupo de compuestos (moléculas biológicas a las que también se les llama glúcidos) que contienen hidrógeno y oxígeno, en la misma proporción que el agua, y carbono. La fórmula de la mayoría de estos compuestos se puede expresar como Cm(H2O)n. Aunque esta fórmula hiciera parecer que se trata de un carbono hidratado, en la práctica no es así, y por tanto el nombre de carbohidratos o hidratos de carbono no es el más adecuado.

Ejemplos de carbohidratos Entre los hidratos de carbono se encuentran el azúcar, el almidón, la dextrina, la celulosa y el glucógeno, sustancias que constituyen una parte importante de la dieta de los humanos y de muchos animales.

Clasificación de los carbohidratos (1) 1. MONOSACÁRIDOS, que contienen un grupo aldehído (ver la figura) o un grupo cetona (en que hay enlace C=O sin unión -H); el más importante es la glucosa (C6H12O6, ver la figura), y la fructosa (azúcar de las frutas).

Glucosa También llamada dextrosa Monosacárido con fórmula empírica C6H12O6 Es una hexosa (contiene 6 átomos de carbono, y es una aldosa, esto es, el grupo carbonilo está en el extremo de la molécula). Es el compuesto orgánico más abundante de la naturaleza. Principal fuente de energía de las células. Principal compontente de la celulosa y del almidón y el glucógeno.

Clasificación de los carbohidratos (2) 2. DISACÁRIDOS: La unión de dos moléculas de monosacáridos producen un hidrato de carbono complejo, al que le llamamos DISACÁRIDO, siendo los más importantes la sacarosa (azúcar de la caña), la lactosa (azúcar de la leche formada por la unión de glucosa y galactosa, otro monosacárido) y la maltosa (azúcar de malta).

Maltosa Hidrato de carbono de fórmula C12H22O11. Se forma por la acción de la amilasa sobre el almidón. La maltosa es soluble en agua, ligeramente soluble en alcohol y cristaliza en finas agujas. Por hidrólisis forma solamente glucosa. Es un azúcar de fácil digestión, por lo que se utiliza en alimentos infantiles y en bebidas como la leche malteada. Se fermenta por medio de levaduras y es fundamental en la elaboración de la cerveza.

Clasificación de los carbohidratos (3) 3. POLISACÁRIDOS: son moléculas de gran tamaño, formadas por uno o varios tipos de unidades de monosacáridos (alrededor de 10 en el glucógeno, 25 en el almidón y de 100 a 200 en la celulosa).

Amilosa Es uno de los polisacáridos que componen el almidón (es cerca del 20% del total); el otro es la amilopectina. La amilosa es una cadena teóricamente lineal, con un rango de 200 a 2500 unidades de glucosa; en la práctica existen algunas sustituciones iguales a las de la amilopectina, una cada varios centenares de moléculas, dándole una cierta torsión.

Funciones de los carbohidratos Fuente de Energía: aportan 4 KCal (kilocalorías) por gramo de peso seco. Cubiertas las necesidades energéticas, una pequeña parte se almacena en el hígado y músculos como glucógeno (normalmente no más de 0,5% del peso del individuo), el resto se transforma en grasas y se acumula en el organismo como tejido adiposo. Se recomienda una ingesta diaria mínima de 100 gramos de hidratos de carbono para mantener los procesos metabólicos. Ahorro de proteínas: Si el aporte de carbohidratos es insuficiente, se utilizarán las proteínas para fines energéticos, relegando su función plástica. Para almacenar la energía, las plantas usan almidón y los animales glucógeno; cuando se necesita la energía, las enzimas descomponen los hidratos de carbono.

Funciones de los carbohidratos Regulación del metabolismo de las grasas: En caso de ingestión deficiente de carbohidratos, las grasas se metabolizan anormalmente acumulándose en el organismo cuerpos cetónicos, que son productos intermedios de este metabolismo provocando así problemas (cetosis). Estructura del organismo: los carbohidratos constituyen una porción pequeña del peso y estructura del organismo: En las plantas, la celulosa y la hemicelulosa son los principales elementos estructurales. En los animales invertebrados, el polisacárido quitina es el principal componente del dermatoesqueleto de los artrópodos. En los animales vertebrados, las capas celulares de los tejidos conectivos contienen hidratos de carbono.

Cetosis Ocurre por falta de carbohidratos o perturbaciones de su metabolismo, se recurre al uso de las reservas corporales (generalmente, grasa) con el fin de proveer la energía necesaria. Signos de Cetosis: Mal aliento: por liberación de cuerpos cetónicos a través del aliento. Algunas personas tambien han presentado un sabor metalico en su boca. Orina con olor muy fuerte. Mareos y dolores de cabeza: por la falta de azúcar.

Carbohidratos industriales Celulosa: productos de papel. Nitrato de celulosa (nitrocelulosa): películas de cine, cemento, pólvora de algodón, celuloide y plásticos similares. Almidón y pectina (agente cuajante): preparación de alimentos para el hombre y el ganado. La goma arábiga se usa en medicamentos demulcentes. Agar: agente espesador en los alimentos y medio para el cultivo bacteriano; preparación de adhesivos y emulsiones. Sulfato de heparina: anticoagulante de la sangre.

Fluidez de la membrana: Aumento de Temperatura. Aumento de Insaturaciones en los lípidos . FLUIDEZ Aumento largo de Lípidos. Aumenta concentración de Colesterol.

2. Proteínas: Tipos Integrales o Periféricas. Funciones  Transporte y comunicación.

Proteínas tienen variadas funciones: Transportadora Enzima Receptor Adhesión Marca de identidad Unión a citoesqueleto

3. Glúcidos: Unidos a  Lípidos: Glucolípidos. Proteínas: Glucoproteínas. Funciones  Constituyen la cubierta celular o Glucocálix: - Diferentes células exhiben diferentes tipos de glúcidos en su cubierta = Huella digital de la célula. - Permite por ejemplo: Reconocimiento y protección celular. Viscosidad en la cubierta que favorece movimiento. Adhesión óvulo-espermatozoide.

Asimetría en la bicapa: Extra e intracelular presentan distinta composición.

Modelo de Mosaico Fluido: Propuesto por Singer y Nicholson, 1972. Proteínas integrales se insertan en la bicapa de lípidos (mosaico). Lípidos y proteínas se mueven lateralmente. Glúcidos en la capa externa de la producen asimetría en las caras de la membrana.

Modelo de Mosaico Fluido: Citosol Proteína integral Proteínas periféricas Cabeza polar hidrofílica Colas hidrofóbicas Fosfolípido Bicapa lípidica Exterior Glúcido Glucoproteína Glucolípido Centro hidrofóbico Proteína periférica Capas Proteína hidrofílica video

Mapa Conceptual MEMBRANA PLASMÁTICA Mosaico Fluido Proteínas Lípidos se organiza como modelo Mosaico Fluido compuesto por Proteínas Lípidos Glúcidos de tipo de tipo de tipo - Integrales - Periféricas Fosfolípidos Colesterol Glucolípidos Glucolípidos Glucoproteínas cuya función es forman el que forman la ubicadas en ubicados en la Transporte Comunicación Bicapa Lipídica Cara externa Glucocálix que actúa como otorgando que es la a la Asimetría Huella digital de cada célula Barrera semipermeable

TRANSPORTE. ¿Cómo se produce el flujo a través de la membrana plasmática?

Moléculas gaseosas Sustancias Liposolubles Sustancias Hidrosolubles Iones

Transportes a través de la membrana: mayor concentración menor concentración Bicapa lipídica Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO ACTIVO Energía Proteína Canal Proteínas Transportadoras

Conceptos importantes: SOLUCIÓN = SOLVENTE + SOLUTO Líquido que disuelve Sustancia que se disuelve GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN Diferencia de concentración entre 2 zonas

Transportes a través de la membrana: mayor concentración menor concentración Bicapa lipídica Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO ACTIVO Energía Proteína Canal Proteínas Transportadoras

Transporte Pasivo: A favor del Gradiente de Concentración. No requiere Energía. Desplazamiento espontáneo. Difusión Cubo de azúcar Molécula de azúcar

Transportes a través de la membrana: mayor concentración menor concentración Bicapa lipídica Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO ACTIVO Energía Proteína Canal Proteínas Transportadoras

Pequeñas moléculas polares sin carga Difusión Simple: 2 Tipos: 1º) Paso libre de las moléculas entre la bicapa. . + Moléculas Hidrofóbicas Pequeñas moléculas polares sin carga CO2 N2 O2 Benceno H2O Urea Glicerol Etanol -

Grandes moléculas polares sin carga Difusión Simple: 2º) Mediante una Proteína Canal. + Grandes moléculas polares sin carga Iones -

Osmosis: Membrana semipermeable Movimiento de agua Moléculas del soluto Solución concentrada ( solutos) Solución diluida ( solutos) Movimiento del agua a través de una membrana, desde la zona de baja concentración de solutos hacia la con mayor concentración.

Osmosis: Membrana semipermeable Movimiento de agua Moléculas del soluto Solución concentrada ( solutos) Solución diluida ( solutos) Hipotónica Hipertónica Solución Hipertónica  mayor concentración de solutos respecto a la solución con que se compara. Solución Hipotónica  menor concentración de solutos respecto a la solución con que se compara. Solución Isotónica  igual concentración de solutos a ambos lados.

Osmosis: Difusión simple del solvente (agua) a través de una membrana semipermeable desde una solución hipotónica (menor concentración de solutos) hacia una hipertónica (mayor concentración de solutos).

Osmosis: El agua se desplaza a través de la membrana semipermeable impulsada por la presión osmótica. Presión osmótica fuerza impulsora del agua producida por la diferencia de concentración de solutos de un lado y otro de la membrana.

Efecto de la osmosis en las células. Solución Hipertónica Solución Hipotónica Solución Isotónica

Transportes a través de la membrana: mayor concentración menor concentración Bicapa lipídica Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO ACTIVO Energía Proteína Canal Proteínas Transportadoras

Proteínas Transportadoras Difusión facilitada: Transporte pasivo de moléculas grandes e hidrofílicas. No pueden pasar libremente la membrana Proteínas Transportadoras Por ejemplo: Glucosa, Aminoácidos.

Difusión facilitada: Proteína transportadora: Para transportar cambia su conformación. Es específica. Es saturable.

Cinética del Transporte: FACILITADA SIMPLE TASA DE ENTRADA CONCENTRACION

Transportes a través de la membrana: mayor concentración menor concentración Bicapa lipídica Difusión simple Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO ACTIVO Energía Proteína Canal Proteínas Transportadoras

Transporte activo: Contra el gradiente de concentración. Necesita energía  ATP. Realizado por Proteínas Transportadoras Bombas. Molécula Ión Bicapa Transporte acoplado Uniporter Simporter Antiporter TIPOS DE TRANSPORTE

Bomba Sodio-Potasio: Expulsa 3Na+ e ingresa 2K+ Para realizar el movimiento requiere energía ATP. Funciones de la bomba: - Controla el volumen celular. - Permite excitación eléctrica de las células nerviosas y musculares. Animación Video

TRANSPORTE POR LA MEMBRANA Mapa Conceptual TRANSPORTE POR LA MEMBRANA puede ser Pasivo Activo con movimiento con movimiento A favor del gradiente En contra del gradiente de tipo requiere Difusión simple Difusión facilitada Energía mediante mediante mediante Paso por bicapa Proteínas canales Proteínas transportadoras Proteínas canales Bombas Iónicas

TRASPORTE EN MASA Mediado por Vesículas.

TRANSPORTE EN VESICULAS Video TRANSPORTE EN VESICULAS de tipo ENDOCITOSIS EXOCITOSIS permite flujo de permite flujo de Entrada Salida de tipo Pinocitosis Fagocitosis Por receptor

ENDOCITOSIS: Flujo de ingreso a la célula. Plegamiento de la membrana que forma vesículas. 3 tipos: Fagocitosis (come). Pinocitosis (bebe). Por receptores de membrana.

EXOCITOSIS: Flujo de salida de la célula. Vesículas libres en el citoplasma se fusionan con la membrana. Ejemplos: - Moléculas del Glucocalix. - Sustancias de desecho.

Bomba Sodio-Potasio

PINOCITOSIS y FAGOCITOSIS