Membrana celular y trasporte Biología celular Prof : José Leyton C.

Temario 1.- Membrana 2.- Características 3.- Composición 4.- Modelo del mosaico fluido 5.- Transporte

MEMBRANA CELULAR Esta estructura envuelve a la célula , constituye el límite de ella Tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm Unidad de membrana

Características de la membrana Es una membrana fluida: debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos. Su composición es asimétrica: debido a la composición lipídica de las dos mitades, la cual es diferente. La capa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la capa interna encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los carbohidratos. Presenta permeabilidad selectiva: debido a que controla el paso de sustancias a través de ella Esta selectividad, depende de la naturaleza de las molecualas que intenten pasar a traves de ella.

ASIMTERÍA Y FLUIDEZ DE MEMBRANA ASIMETRÍA La composición de lípidos y proteínas es diferente en las dos caras de la membrana: es asimétrica

Composición química

Lípidos de membrana En la membrana encontramos : Fosfolípidos Colesterol. Ambos tienen carácter anfipático Se ubican formando una bicapa lipídica Se relacionan directamente con la fluidez v/s rigidez Dan asimetría a la membrana

Movimientos de los lipidos De rotación: giro en torno a su eje . De difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente. Flip-Flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable. De flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

Fluidez de la membrana Depende de factores como : La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. La naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez La presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

Proteínas de membrana Son el componente mas numeroso Desempeñan funciones especificas Tiene movilidad en la bicapa se clasifican en: Proteinas integrales: Están unidas a los lípidos intímamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama proteinas de transmembrana. Proteinas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas debilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteinas integrales por enlaces de hidrógeno

Funciones de las proteínas de membrana Transportadores Fijación unión Receptores Enzimas

Hidratos de carbono de membrana Se situan en la superficie externa de la membrana Son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). contribuyen a la asimetría de la membrana. constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se atribuyen funciones fundamentales:

Funciones del glucocalix Proteger la superficie celular contra la interacción de otras proteínas extrañas o lesiones físicas o químicas Papel en el reconocimiento celular, y en los procesos de rechazos de injertos y transplantes Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguineas Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.

Funciones de membrana Las principales funciones de la membrana plasmática de la célula son: confiere a la célula su individualidad, al separarla de su entorno constituye una barrera con permeabilidad muy selectiva, controlando el intercambio de sustancias controla el flujo de información entre las células y su entorno proporciona el medio apropiado para el funcionamiento de las proteínas de membrana

MEMBRANA PLASMÁTICA CITOPLASMA Glicoproteína Proteína periférica Proteína integral (receptor) (reconocimiento) (canal) (adhesión) Proteína transporte facilitado Colesterol Filamentos proteicos Fosfolípido CITOPLASMA MEMBRANA PLASMÁTICA

Transporte a través de la membrana

Existen muchas sustancias que pueden atravesar sin dificultad la membrana , en cambio otra por su carga eléctrica , por su tamaño , por su concentración , no les es fácil traspasar esta barrera , se dice entonces que la membrana es semipermeable

Tipos de transporte Pasivo Aquel que se da a favor de gradiente de concentración No requiere gasto energético Activo Aquel que se da en contra del gradiente de concentración Requiere gasto de energia

gradiente de concentración Se refiere a la diferencia en la concentración de una sustancia dentro y fuera de la célula.

Tipos de transporte Pasivo Difusión simple Difusión facilitada Diálisis Osmosis Activo Bombas ATP-asa Endocitosis Exocitosis

1.-Difusión simple Se define como "desplazamiento de partículas desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración". El CO2 y el O2 pasan a través de casi todas las membranas por difusión. Otras moléculas que ingresan a la célula por difusión simple son la urea, el etanol y las hormonas esteroideas

Difusión simple

2.-Difusión facilitada Se define como “ el paso se sustancias a favor del gradiente de concentración utilizando una proteína transportadora y sin gasto de energía”. Las proteínas de transporte son de dos tipos: las transportadoras y las de canal. A) Las proteínas transportadoras a unen a la molécula que van a transportar y sufren un cambio estructural que permite el paso de la sustancia hacia el otro lado de la membrana. Por este medio pasan los iones, los carbohidratos y los aminoácidos. B)Las proteínas de canal: son una especie de canales, cuando están abiertos permiten el paso de cierto tipo de sustancias, generalmente iones inorgánicos

Tipos de transportes facilitados

Transporte

Tipos de canales iónicos

3.-Osmosis Se define como :"proceso de difusión de un solvente a través de una membrana semipermeable, desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración". El agua, que es el solvente celular, entra a la célula e iguala la presión osmótica intra y extra celular.

El agua se moviliza desde una zona de baja concertación de soluto a una zona de alta concentración de soluto , hasta llegar al equilibrio de las concentraciones Medio hipotónico H2O Medio hipertónico

Diálisis Corresponde al movimiento de agua y solutos a través de una membrana semipermeable

Trasnporte activo TRANSPORTE ACTIVO: El transporte activo se define como el "paso de una sustancia a través de una membrana semipermeable, desde una zona de menor concentración a otra de mayor concentración, con gasto de energía". Para que esto se lleve a cabo se requiere de proteínas transportadoras que actúen como bombas contra el gradiente de concentración, además de una fuente de energía que es el ATP.

Bombas ATP- asa Bomba de Na+- K+ Durante este proceso, el sodio es bombeado hacia el exterior de la célula, mientras que el potasio es bombeado hacia el interior de la misma. En el exterior de la célula existe una mayor concentración de sodio que en su interior, por lo tanto, el sodio es expulsado de la célula contra un gradiente de concentración. En el caso del potasio, su concentración externa es menor que en el interior sin embargo, la célula bombea potasio hacia el interior

K+ Na+

Tipos de transporte es activos Transporte activo primario: La energía derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana El ejemplo más característico es la bomba de Na+/K+ Esta bomba actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Transporte activo secundario: Los sistemas secundarios de transporte activo aprovechan la energía almacenada en un gradiente iónico para transportar un segundo soluto contra un gradiente

Transporte en masa TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Para introducir o secretar macromoléculas a través de su membrana, la célula emplea dos procesos: la endocitosis y la exocitosis.

Endocitosis Es un proceso mediante el cual la célula toma moléculas grandes o partículas de su medio externo, mediante la invaginación de la membrana celular y la posterior formación de vesículas intracelulares (endo = dentro). Pinocitosis (pino = beber): Mediante este proceso, la célula obtiene macromoléculas solubles Fagocitosis (fago = comer): Es un proceso que le permite a la célula ingerir partículas de gran tamaño, como microorganismos y restos de otras células. las o vacuolas que se forman se llaman fagosomas, los cuales se fusionan con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma, que es el encargado de degradar el material ingerido

Endocitosis mediada por receptor

EXOCITOSIS: Mediante este proceso, las células vierten al exterior macromoléculas que producen en su interior: hormonas, enzimas, etc. En este caso, las vacuolas con las sustancias que se van a excretar se fusionan con la membrana celular desde el interior y expulsan el contenido.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA ESTRUCTURA FUNCIÓN Lípidos Proteínas Integrales Periféricas Glucoproteínas Glucolípidos Estructural Conexiones celulares Señalización celular Glucocalix LA MEMBRANA PLASMÁTICA Pequeñas moléculas Uniones ocluyentes Desmosomas Uniones de hendidura Fosfolípidos Colesterol Macromoléculas ACTIVO PASIVO ENDOCITOSIS EXOCITOSIS Transporte