TRANSPORTE Y MEMBRANAS

TAREA! Key terms: find the biological definition of this terms (use CHAPTER 6 AND THE GLOSSARY OF THE EXPLORING LIFE BOOK): PHOSPHOLIPID BILAYER HYPERTONIC DIFFUSION HYPOTONIC EQUILIBRIUM ISOTONIC SELECTIVELY PERMEABLE MEMBRANE ACTIVE TRANSPORT PASSIVE TRANSPORT VESCILE FACILITATED DIFFUSION EXOCYTOSIS OSMOSIS ENDOCYTOSIS READING: FROM THE BOOK: 6.2 MEMBRANES ORGANIZE A CELL´S ACTIVITIES 6.3 MEMBRANES REGULATE THE TRAFFIC OF MOLECULES pages: 115-122

LAS MOLÉCULAS ESTÁN SIEMPRE EN MOVIMENTO Las moléculas se mueven de manera aleatoria (random), chocando entre ellas y con otras barreras

Gradiente de concentración Es el cambio en la concentración de una substancia, de un área a otra

Difusión Las moléculas en una solución tienden a dispersarse con el tiempo. Esto es la difusión.

Difusión Movimiento de moléculas de un área de mayor concentración a un área de menor concentración. Factores que afectan la velocidad de difusión: tamaño de moléculas, tamaño de poros en membrana, temperatura, presión y concentración.

Difusión [ALTA] [BAJA]

La Difusión continuará hasta alcanzar el equilibrio La Difusión continuará hasta alcanzar el equilibrio. Esto quiere decir que habrá una distribución homogénea (pareja) de moléculas en el espacio. Por eso es que una gota de colorante se dispersa en el agua; también es la razón por la cuales los olores son fuertes al principio y se disipan con el tiempo. En Equilibro, resultado de la difusión, se muestra una distribución uniforme de moléculas de distinas sustancias.

Qué moléculas de moveran hacia dónde? 1 2 3 4 5 6

respuestas 1 2 3 4 Sin movimiento 5 6 Sin movimiento

Osmosis Es el movimiento de AGUA a través de una membrana semi-permeable Al inicio, la concentración de solute es muy alta en el lado izquierdo. Pero con el tiempo, el agua se mueve a través de la membrana semi-permeable y diluye las moléculas.

Osmosis – un tipo de diffusion especial La difusión de AGUA a través de la membrana selectivamente permeable (barrera que permite ciertas sustancias pero no otras). La membrana celular es dicha barrera en las células. Moléculas pequeñas pueden pasar– ej: agua Moléculas grandes no pueden pasar– ej: proteínas y carbohidratos complejoss

Solución Hipotónica – Solución del lado de la membrane donde la concetración de soluto es menor que del otro lado. Solución Hipertónica – Solución del lado de la membrane donde la concentración del solute es mayor que del otro lado.

Con el tiempo, las moléculas se moverán a través de la membrana, hasta que la concentración sea igual en ambas solucionesoth sides. Este tipo de solución se llama ISOTÓNICA.

MEMBRANA CELULAR/MEMBRANA PLASMÁTICA La membrana celular o plasmática es la barrera que separa la célula de su entorno Es una membrana SELECTIVAMENTE PERMEABLE, permitiendo algunas sustancias o moléculas pasar más fácilmente que otras.

TAREA Responder al“concept check” 6.2 y 6.3 (7 preguntas) en español! Pg 117 y 122, “Exploring Llife”

Figure 5.1 How do cell membrane proteins help regulate chemical traffic? © 2014 Pearson Education, Inc. 18

Estructura de la membrana celular: son un mosaico fluído de lípidos y proteínas Fosfolípidos: Son un tipo de lípidos que conforma la mayor parte de las membranas. Son los lípidos más abundantes en la membrana. Los fosfolípidos tienen regiones hidrofóbicas y regionEs hidrofílicae El modelo de mosaico fluído describe la membrana como una estructura fluída con un mosaico de proteínas embebidas en él.

Hydrophilic head Hydrophobic tail WATER

Hydrophilic region of protein Phospholipid bilayer Hydrophobic region of protein

Proteínas de las membranas, y sus funciones Una membrana es un collage de distintos tipos de proteínas embebidas en la fluída bicapa fosfolipídica Las proteínas determinan la mayoría de las funciones específicas de la membrana Proteínas periféricas no están embebidas Proteínas integrales embebidas en el centro hidrofóbico y generalmente atraviesan la membrana

Fibers of extracellular matrix (ECM) Glycoprotein Carbohydrate Glycolipid EXTRACELLULAR SIDE OF MEMBRANE Cholesterol Microfilaments of cytoskeleton Peripheral proteins Integral protein CYTOPLASMIC SIDE OF MEMBRANE

EXTRACELLULAR SIDE N-terminus C-terminus CYTOPLASMIC SIDE a Helix

6 funciones principales de las proteínas de la membrana: Transporte Actividad Enzimática Transducción de Señales Reconocimiento célula-célula Unión Intercelular Adjunción al citoesqueleto y a la matríz extra celular (MEC)

Transport Enzymatic activity Signal transduction Signal Enzymes Receptor ATP Transport Enzymatic activity Signal transduction

Cell-cell recognition Intercellular joining Attachment to the Glyco- protein Cell-cell recognition Intercellular joining Attachment to the cytoskeleton and extra- cellular matrix (ECM)

El rol de los carbohidratos en el reconocimiento célula-célula Carbohidratos de la membrana, y sus funciones El rol de los carbohidratos en el reconocimiento célula-célula Las células se reconocen entre ellas por la unión a moléculas de la superficie de la membrane celular, generalmente son carbohidratos Los carbohidrátos del lado externo de la membrana celular varía entre especies, individuos y hasta tipos de células en un individuo

La estructura de la Membrana resulta en una permeabilidad selectiva Membrana celular y transporte: La estructura de la Membrana resulta en una permeabilidad selectiva Una célula necestia intercambiar material con su entorno, proceso controlado por la membrane celular La membrana celular (o plasmática) es selectivamente permeable, regulando el tráfico molecular de la célula

Permeablidiad de la bicapa fosfolipídica Moléculas Hidrofóbicas (no polares), como los carbohidratos, no pueden disolverese en la bicapa lipídica y no atraviesan la membrana rápidamente Moleculas polares, como el azúcar, no atraviesan la membrana facilmente

Tipos de transporte Pasivo -Facilitado Activo

transporte Pasivo Es la diffusion de una sustancia a traves de una membrana SIN INVERTIR ENERGÍA En equilibrio dinámico, la misma cantidad de moléculas pasan hacia ambos lados de la membrana La diffusion de una sustancia a través de la membrana es un transporte pasivo pues no necesita energía de la célula para que suceda

Diffusion of one solute Molecules Membrane (cross section) WATER Equilibrium Diffusion of one solute

Diffusion of two solutes Net diffusion Net diffusion Equilibrium Net diffusion Net diffusion Equilibrium Diffusion of two solutes

Efectos de la Osmosis en el balance de agua Osmosis es la difusión de agua a través de una membrana selectivamente permeable La dirección de la osmosis es determinada por la diferencia de concentración total de soluto El agua se difunde a través de la membrana, de una region de baja concentración de soluto a una de alta concentración de soluto

Lower concentration of solute (sugar) Higher concentration of sugar Same concentration of sugar H2O Selectively permeable mem- brane: sugar mole- cules cannot pass through pores, but water molecules can Osmosis

Balance de agua en células Tonicidad es la hablidiad de una solucion de hacer que una célula gane o pierda agua Solución Isotónica : La concentración es la misma que adentro de la célula; no hay movimieno neto de agua a traves de la membrana Solución Hipertónica: La concentración es mayor que dentro la célula; ésta pierde agua Solución Hipotónica: La concentración es menor que dentro la célula; ésta gana agua

Hypotonic solution Isotonic solution Hypertonic solution Animal cell H2O H2O H2O H2O Lysed Normal Shriveled Plant cell H2O H2O H2O H2O Turgid (normal) Flaccid Plasmolyzed

Difusión Facilitada : transporte pasivo (ayudado) facilitado por proteínas En la difusión facilitada, las proteínas de transporte acelera el paso de moléculas a través de la membrana. Los canales de proteínas proveen corredores que permiten que ciertas moléculas o iones específicos atraviesen la membrane Las proteínas de transporte cambian un poco su forma para unirse al soluto y así facilitar el paso a través de la membrana

EXTRACELLULAR FLUID Channel protein Solute CYTOPLASM

Carrier protein Solute

Transporte activo: se necesita energía Transporte activo mueve sustancias en contra del gradiente de concentración El transporte active requiere energía (ATP) Es realizado por ciertas proteínas específicas, que están embebidas en las membranas

Passive transport Active transport ATP Diffusion Facilitated diffusion

exocitosis and endocitosis Las moléculas pequeñas y el agua pueden entrar o salir de la célula a través de la bicapa lipídica o por proteínas de transporte Moléculas grandes, como polisacáridos y proteínas, atraviesan la membrana en vesículas (bolsas de membrana)

Exocitosis Las vesículas migran a la membrana, se unen a ésta y liberan su contenido Muchas células secretoras usan la exositócis para segregar sus productos

Endocitosis Las células internalizan ciertas macromoléculas formando vesículas de membranas al rededor de ellas y haciendolas pasar a través de la membrane celular La Endocitosis es como la exositocis al revés, donde trabajan distintas proteínas