Membranas Biológicas Lic. Sburlati, Laura.

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1 Membranas Biológicas Lic. Sburlati, Laura

2 Membranas Celulares Cumplen una función estructural
Participan en el crecimiento, desarrollo y funcionamiento celular Cumplen una función estructural Forman una barrera de permeabilidad selectiva Reciben y general señales Constituyen un soporte de enzimas y receptores Papel de reconocimiento entre células y los tejidos conectivos circulantes Participan en la motilidad celular Intervienen en procesos de translocación de energía

3 Membrana Celular Esta formada por: Lípidos A.-Fosfolípidos B.-Colesterol C.-Glucolípidos Proteínas A.-Intrínsicas o integrales B. Extrínsicas o periféricas Glúcidos Asociados a lípidos o proteínas

4 Lípidos de Membrana Cabeza Símbolo Colas Los fosfolípidos son el principal componente estructural de todas las membranas celulares. Cabeza polar hidrofílica: (glicerol + fosfato + colina, o serina, etc. depende del tipo) Dos colas no polares: (dos ácidos grasos) que son hidrofóbicas o anfipáticas.

5 Líquido intersticial Exterior de la Célula
Fosfolípidos En agua, los fospolípidos forman espontáneamente una bicapa o lámina doble muy estable Las cabezas hidrofílicas se ubican hacia afuera y sus colas hidrofóbicas se ubican hacia adentro de la célula. Cabezas hidrofílicas Colas hidrofóbicas Líquido intersticial Exterior de la Célula Citoplasma Interior de la Célula

6 Los movimientos que pueden
realizar los P-lípidos son: Rotación: giro de la molécula en torno a su eje. Es frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos. Difusión lateral: las moléculas 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 mono capa a la otra gracias a unas enzimas llamadas lipasas. Es el menos frecuente, por su gasto energético De flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos

7 Colesterol Esteroides como el Colesterol (célula animal) y los Fitoesteroles (célula vegetal) cumplen un papel importante regulando la resistencia y la fluidez de las membranas.

8 Proteínas de Membrana Existen dos tipos generales de proteínas de membrana: Proteínas integrales: penetran completamente la bicapa fosfolipídica y tienen regiones hidrofóbicas. Proteínas periféricas: no atraviesan toda la bicapa fosfolipídica y carecen de regiones hidrofóbicas (presentan regiones polares o cargadas). Están asociadas a proteínas integrales y a lípidos.

9 Proteínas periféricas de membrana Proteínas integrales de membrana
Asociación de las proteínas de membrana con la bicapa lipídica A) TRANSMEMBRANA B) UNIDAS A LÍPIDO C) UNIDAS A PROTEÍNA bicapa lipídica ESPACIO EXTRACELULAR CITOSOL atraviesan la membrana lipídica regiones hidrofóbicas: interior de la membrana en contacto con las colas hidrofóbicas de los lípidos regiones hidrofílicas: expuestas al medio acuoso de ambos lados de la membrana localizadas en el exterior de la bicapa unidas a la bicapa con una o más uniones covalentes con grupos de lípidos unidas indirectamente a la bicapa mediante interacciones con otras proteínas de membrana Proteínas periféricas de membrana Proteínas integrales de membrana Tomado de: Alberts “Introducción a la biología celular”

10 Función de las Proteínas de Membrana
Estructurales: estas proteínas hacen de "eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz extracelular. Receptores de membrana: que se encargan de la recepción y captura de mensajes químicos del medio y transducción de señales químicas, que desencadenan respuestas intracelulares. Transportadoras a través de membrana: mantienen un gradiente electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos iones. Encargadas de permitir y regular el paso de sustancias a través de la membrana Estas a su vez pueden ser: Enzimas con centros de reacción que sufren cambios conformacionales. Son aceleradores de reacciones químicas Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.

11 Glúcidos de Membrana Los hidratos de carbono de los glucolípidos y las glucoproteínas, en su mayoría oligosacáridos, suelen ubicarse en la cara no citosólica de la membrana plasmática formando una estructura llamada glicocálix

12 Funciones de los Glúcidos de membrana
Actuar como receptores de moléculas que provienen del medio extracelular y que traen determinada información para la célula, por ejemplo, receptores de hormonas y neurotransmisores. Proteger a la superficie de la célula de agresiones mecánicas o físicas.. Poseer muchas cargas negativas, que atraen cationes y agua del medido extracelular. Intervenir en el reconocimiento y adhesión celular. Actúan como una “huella dactilar” característica de cada célula, que permite distinguir lo propio de lo ajeno.

13 ASIMETRIA DE MEMBRANA Hacia medio extracelular: mayor concentración de fosfatidilcolina y esfingomielina Hacia el medio intracelular: fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y fosfatidilinositol Esta asimetria se mantiene gracias a la NO traslocación de las proteínas periféricas

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15 Mecanismos de Transporte de Membrana

16 1.Transporte Pasivo No requiere el consumo de energía (ATP).
El movimiento ocurre por diferencias en la concentración y en las cargas eléctricas de las sustancias en ambos lados de la membrana. Tenemos los siguientes mecanismos: Difusión simple Ósmosis Difusión facilitada EQUILIBRIO Moléculas de colorante Membrana

17 Difusión Simple El movimiento de moléculas se da a través de la membrana de fosfolípidos, de un gradiente de alta concentración a baja concentración. Cuando mayor es el gradiente de concentración, más rápida es la velocidad de difusión. Si no intervienen otros procesos, la difusión continuará hasta eliminar el gradiente de concentración. Moléculas solubles en lípidos como etanol, y moléculas pequeñas como H2O, CO2 y O2. Citoplasma Exterior de la Célula O2 CO2 Mayor concentración Menor concentración

18 Moléc de soluto con moléculas de agua
Solución hipotónica Molécula de soluto Solución hipertónica Membrana selectiva permeable FLUJO DE AGUA Moléc de soluto con moléculas de agua Moléculas de agua Osmosis En la osmosis, el agua viaja desde un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración del soluto 18

19 Osmosis induce a las células a contraerse en soluciones hipertónicas e hincharse en soluciones hipotónicas El control del balance de agua entre células y su entorno osmorregulación, es esencial para los organismos SOLUCION ISOTONICA HIPOTONICA HIPERTONICA (1) Normal (4) Flacida (2) Lisada (5) Turgente (3) Plasmolizada (6) Plasmolizada CELULA ANIMAL CELULA VEGETAL

20 Difusión Facilitada Algunas moléculas por su tamaño o carga no difunden libremente a través de la membrana. Utilizan canales formados por proteínas de membrana (porinas) para moverse hacia adentro y afuera de la célula. Estos canales son usados para la glucosa y para iones pequeños y con carga tales como K+, Na+, Cl-.

21 2. Transporte Activo Las células utilizan energía (ATP) durante el transporte. La proteína transportadora bombea activamente un soluto determinado a través de una membrana en contra del gradiente de concentración del soluto.

22 Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K)
Es una proteína presente en todas las membranas plasmáticas de las células animales, cuyo objetivo es eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el citoplasma.

23 Exocitosis y Endocitosis
Requieren energía (ATP) para llevarse a cabo. Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso: Exocitosis Endocitosis: Fagocitosis Pinocitosis Endocitosis mediada por receptores

24 Exocitosis Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vacía fuera de la célula. Fluido celular externo Citoplasma

25 Endocitosis Mediante la formación de vesículas o vacuolas a partir de la membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas u otras partículas. Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por receptores. Citoplasma Líquido intersticial Vesícula Membrana Plasmática

26 Tipos de Endocitosis: Fagocitosis
La membrana plasmática forma prolongaciones celulares que envuelven la partícula sólida, englobándola en una vacuola. Luego, uno o varios lisosomas se fusionan con la vacuola y vacían sus enzimas hidrolíticas en el interior de la vacuola. Pseudópodo Alimento a ser ingerido FAGOCITOSIS

27 Tipos de Endocitosis: Pinocitosis
Membrana celular PINOCITOSIS La membrana celular se invagina, formando una vesícula alrededor del líquido del medio externo que será incorporado a la célula. Luego se libera en el citoplasma.

28 Tipos de Endocitosis: mediada por receptor
Las sustancias que serán transportadas al interior deben primero acoplarse a las moléculas receptoras específicas. concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones). Cuando los receptores están unidos con sus moléculas especificas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula. Material unido a las proteínas receptoras ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES Membrana celular CAVIDAD citoplasma

29 Repaso

30 Muchas gracias