Membrana. Transporte

LAS MEMBRANAS
CELULARES
TRANSPORTE
INTRODUCCIÓN
Separan el medio interno del exterior.
Mantienen un medio interno adecuado
para poder llevar a acabo las reacciones
químicas necesarias para la vida.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Esta estructura envuelve a la
célula , constituye el límite de
la misma.
Es una delgada lámina de 75
Å que envuelve a la célula y la
separa del medio externo.
Puede variar su forma
permitiendo movimientos y
desplazamientos de la célula.
Su estructura es igual en
todas las células y en todos los
orgánulos citoplasmáticos, por
lo que se llama membrana
unitaria o unidad de
membrana.
Composición química
COMPOSICIÓN
MEMBRANA
CELULAR
PROTEÍNAS
60%
LÍPIDOS
40%
HIDRATOS
DE CARBONO
(Glicocálix)
Integrales
Periféricas
Anclaje
Fosfolípidos
Colesterol
Clicolípidos
Glicoproteínas
Modelo de Membrana
Mosaico Fluido
Oligosacáridos
Superficie
exterior
Proteínas
Colesterol Citoplasma
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 moléculas que
intenten pasar a través de ella.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Los lípidos son
del tipo de los
FOSFOLÍPIDOS
GLICOLÍPIDOS
Y COLESTEROL,
caracterizados por
ser anfipáticos,
dando
espontáneamente
en medio acuoso
bicapas.
.
Saturabilidad-Insaturabilidad
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 naturaleza de los lípidos, la presencia de
lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el
aumento de fluidez
la presencia de colesterol regula la fluidez y
permeabilidad.
la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la
temperatura.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Las proteínas pueden
ser
intrínsecas
como las integrales y
las transmembrana,
y
extrínsecas
o
periféricas, adheridas
a las monocapas.
Las
glicoproteínas
sólo en la parte
externa,
formando
parte del glucocáliz
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
Transducción de señales
Hidratos de carbono de membrana
Se sitúan en la superficie
externa de la membrana
Son oligosacáridos unidos a
lípidos (glucolípidos), o a
proteinas (glucoproteinas).
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 sanguineos del sistema
sanguineo ABO.
Funciones de membrana
Confiere a la célula su individualidad, al separarla de su
entorno
Constituye una barrera con permeabilidad muy selectiva,
regulando el paso de agua, moléculas y otros elementos.
Controla el flujo de información entre las células y su
entorno.
confiere a la célula identidad a través de los antígenos de
histocompatibilidad( transplantes).
Soporte estructural.
Glicoproteína
Proteína integral
(receptor)
CITOPLASMA
Fosfolípido
Proteína integral
(reconocimiento)
Proteína integral
(canal)
Proteína periférica
Colesterol
Proteína transporte
facilitado
Proteína integral
(adhesión)
Filamentos proteicos
Transporte a través de la
membrana
TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA
Existen muchas sustancias que
pueden atravesar sin dificultad la
membrana.
Otras, 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
DIFUSIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
CELULAR
Requiere que la membrana celular sea permeable al soluto
La membrana celular es permeable a:
Moléculas no polares (02)
Moléculas liposolubles (esteroides)
Uniones covalentes polares (C02)
H20 (pequeño tamaño, sin carga)
La membrana celular es impermeable a:
Moléculas polares grandes (glucosa)
Iónes inorgánicos con carga (Na+)
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.
Diferencia de concentración
Difusión neta = Co-Ci
Diferencia de potencial eléctrico
Tipos de transporte
Pasivo
1. Difusión simple
2. Difusión facilitada
3. Osmosis
Activo
5. Bombas
6. Endocitosis
7. Exocitosis
1.-Difusión simple
Se define como "desplazamiento de
partículas desde una zona de mayor
concentración a otra de menor
concentración sin gasto de energía”.
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
DIFUSION SIMPLE
Difusión simple-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, es el solvente celular, por lo que
osmosis es el pasaje de agua a través de
la membrana celular (igualar la presión
osmótica intra y extra celular).
El agua se moviliza desde una zona de
baja concentración de soluto a una zona
de alta concentración de soluto , hasta
llegar al equilibrio de las concentraciones
Medio
hipotónico
H2O
Medio
hipertónico
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 :
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 monosacáridos y los aminoácidos.
Las proteínas de canal: son una especie de
canales, cuando están abiertos permiten el paso de cierto
tipo de sustancias, generalmente iones inorgánicos
Proteínas Transportadoras
Luego de fijar las moléculas a transportar
(A), sufren un cambio de conformación (B) que
permite a las moléculas fijadas, atravesar la
membrana plasmática.
Hay tres tipos:
Unitransportadores: llevan un soluto por vez.
Cotransportadores: transportan el soluto y cotransportan otro diferente al mismo tiempo y en la
misma dirección.
Antitransporte: transportan soluto hacia el interior
(o exterior) y co-transportan soluto en la dirección
opuesta.
DIFUSIÓN FACILITADA
Apertura y cierre de
canales:
1.- Operados por
voltaje
2.- Operados por
ligando. Apertura
química.
Difusión facilitada
Características:
Favor de gradiente
Especificidad
Competición
Saturación
Trasnporte activo
El transporte activo se define como el "paso de
una sustancia a través de una membrana
semipermeable, en contra de un gradiente
de 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
Son proteínas de membrana.
Utilizan energía (provista por
el ATP) para transportar
moléculas contra un gradiente
de concentración
Bomba de Na+/K+ ATPasa: transporta 3 Na+al exterior celular e
introduce 2 K+ a la celula.
Bomba de Ca2+ ATPasa : mantiene baja la [Ca] en el LIC (10 -7
M).
Bomba de H+/K+ ATPasa: bombea [H+] del LIC a la luz del
estómago.
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
Bomba Na+/K+ (Na+/K+ ATPasa)
Líquido intracelular:
[Na+]
[K+]
Líquido extracelular:
[Na+]
[K+]
Las bombas iónicas activadas por ATP
generan y mantienen gradientes iónicos
a través de la membrana plasmática.
Se encuentra en todo tipo de célula.
Es una proteina integral.
Es responsable de las concentraciones
intra y extra celulares de Na+ y K+.
Un tercio del ATP utilizado por un
animal en reposo se consume para
mantener la bomba Na+/K+.
K+
Na+
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.
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
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
ESTRUCTURA
Proteínas
Integrales
Glucoproteínas
Periféricas
FUNCIÓN
Glucolípidos
Glucocalix
Lípidos
Fosfolípidos
Colesterol
Estructural
Transporte
Señalización
celular
Pequeñas
moléculas
Macromoléculas
ACTIVO
PASIVO
ENDOCITOSIS
EXOCITOSIS
Conexiones
celulares
Uniones ocluyentes
Desmosomas
Uniones de hendidura