FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
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- Sebastián Alcaraz Venegas
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1 FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR Intercambio de información Células Emisoras Receptoras Receptores De superficie Intracelulares Intercambio de sustancias Permeabilidad A través de la fase lipídica A través de la fase protéica Citosis Exocitosis Endocitosis Transcitosis
2 INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN Células emisoras Señalización mediante moléculas segregadas célula señalizadora célula receptora molécula señal receptor Señalización mediante moléculas unidas a la membrana celular célula señalizadora molécula señal receptor célula receptora
3 INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN Células receptoras Receptores de la superficie celular receptor de superficie membrana plasmática Receptores intracelulares molécula hidrofílica de señalización proteína transportadora molécula hidrofóbica de señalización receptor intracelular núcleo
4 Tipos de células emisoras AUTOCRINAS Una única célula señalizadora recibe una señal autocrina débil Un grupo de células señalizadoras idénticas reciben una fuerte señal autocrina célula endocrina ENDOCRINAS hormona célula diana neurona TRANSMISION SINAPTICA corriente sanguínea célula diana cuerpo celular axón neurotrasmisor célula diana
5 Las señales extracelulares pueden actuar de manera rápida o lenta
6 Receptores de superficie Receptores ligados a canales de iones membrana plasmática iones molécula señal Los canales iónicos regulados por transmisores o receptores ionotrópicos son importantes en la señalización sináptica entre células excitables eléctricamente
7 Receptores de superficie Receptores ligados a enzimas Actúan directamente como enzimas Se asocian a enzimas a los que activan
8 Receptores de superficie Receptores ligados a proteínas G molécula señal receptor inactivo proteína G inactiva enzima inactivo receptor y proteína G activados enzima activado proteínas G activadas
9 Receptores intracelulares Unión a un enzima citoplásmico
10 Receptores intracelulares Receptor nuclear activado por unión al ligando
11 Complejidad del intercambio de información Una molécula señal puede activar una determinada ruta de señalización que conduce a proteínas efectoras diversas, modificando así el comportamiento celular
12 Complejidad del intercambio de información En una determinada ruta de señalización pueden intervenir tipos muy distintos de proteínas, desde el receptor a la molécula efectora activada
13 Complejidad del intercambio de información Las moléculas señal actúan de forma combinada y regulan el comportamiento de la célula A B C SOBREVIVIR A B DIVIDIRSE C A D E B DIFERENCIARSE C F G MORIR célula en apoptosis
14 INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS
15 INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS Transporte a través de la fase lipídica MOLECULAS HIDROFOBICAS O2 CO2 N2 benceno MOLECULAS PEQUEÑAS POLARES NO CARGADAS H2O urea glicerol MOLECULAS GRANDES POLARES NO CARGADAS glucosa sacarosa IONES H +, Na + HCO3 -, K + Ca ++, Cl - Mg ++ bicapa lipídica sintética
16 Transporte a través de la fase proteica Las membranas de la célula también son permeables a diversas moléculas polares que atraviesan con gran lentitud las bicapas lipídicas (iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos). Lo hacen a través de unas proteínas de membrana llamadas en general proteínas de transporte. Son muy diversas y específicas para una clase particular de moléculas. Alteraciones en alguna de estas moléculas producen enfermedades importantes (p.ej. cistinuria). Todas las que se conocen son proteínas transmembrana multipaso Dos tipos de proteínas de transporte: 1) Transportadores (permeasas, carriers): se unen al soluto, cambian su conformación y lo transfieren a través de la membrana
17 Transporte a través de la fase proteica 2) Proteínas canal: forman poros hidrofílicos y no necesitan unirse al soluto (o solo muy débilmente) El transporte a través de los canales se produce a una velocidad mucho mayor que a través de los transportadores Aunque el agua puede difundir a través de las bicapas lipídicas, todas las células tienen proteínas canal específicas (canales de agua o acuaporinas) que aumentan la permeabilidad de las membranas al agua
18 Transporte a través de la membrana Transporte pasivo Se realiza sin consumo de energía, en todos los canales y muchos transportadores (difusión facilitada) Si la molécula transportada carece de carga, el transporte pasivo solo depende de la diferencia de concentración a los dos lados de la membrana (gradiente de concentración) Si el soluto tiene carga neta, en su transporte influye tanto el gradiente de concentración como el gradiente eléctrico a través de la membrana. El gradiente de concentración y el gradiente eléctrico se combinan generando la fuerza neta de la dirección del flujo para cada soluto cargado: gradiente electroquímico.
19 Transporte a través de la membrana Transporte pasivo (difusión facilitada) Los transportadores tienen especificidad por el soluto, en mayor o menor grado Presenta una cinética de saturación
20 Transporte a través de la membrana Transporte activo Requiere aporte de energía para bombear ciertos solutos en contra de su gradiente electroquímico Los transportadores que lo realizan con consumo de ATP suelen llamarse bombas
21 Transporte a través de la membrana Sistemas de transporte a través de la fase proteica: Uniporte Cotransporte Simporte Uniporte molécula transportada Ión co-transportado UNIPORTE SIMPORTE ANTIPORTE transporte acoplado
22 CITOSIS Exocitosis Endocitosis lisosoma membrana plasmática envoltura nuclear retículo endoplásmico endosoma tardío CITOPLASMA endosoma temprano aparato de Golgi cisternas vesícula de secreción
23 CITOSIS Exocitosis Constitutiva: de forma continua En todas las células eucarióticas existe un flujo continuo de vesículas que parten del aparato de Golgi y se dirigen hacia la membrana celular Función: secreción de productos al exterior renovación de la membrana celular Regulada (inducida): solo en respuesta a una señal Solo se produce en células especializadas para la secreción Las células secretoras producen grandes cantidades de una sustancia particular que son almacenadas en vesículas de secreción Estas se forman en el aparato de Golgi y se acumulan cerca de la membrana Cuando la célula recibe un estímulo externo, las vesículas se fusionan con la membrana celular y vierten su contenido al exterior
24 Proceso de exocitosis Retículo endoplásmico Aparato de Golgi Membrana proteína soluble membrana nuevamente sintetizada fusión no regulada de membranas proteína nuevamente sintetizada SECRECION CONSTITUTIVA red trans-golgi señal aparato de Golgi ruta de señalización intracelular fusión regulada de membranas CITOPLASMA SECRECION REGULADA ESPACIO EXTRACELULAR
25 Endocitosis: incorporación de partículas por vesiculación Fagocitosis (comer): vesículas grandes (> 250 nm) (visibles al MO) En unicelulares tiene significado alimenticio. En pluricelulares, más bien defensivo Las células especializadas se llaman fagocitos (macrófagos y micrófagos) Los productos a ingerir son reconocidos por receptores en la membrana del macrófago Implica un recambio importante de la membrana plasmática (debe haber un equilibrio entre pérdida y renovación de la membrana) Es un proceso regulado Pinocitosis (beber): vesículas pequeñas (~ 150 nm) (visibles solo al ME) Es un proceso constitutivo
26 Endocitosis mediada por receptor receptor de proteínas de cargamento adaptina proteínas de cargamento dinamina adaptina vesícula de transporte sin cubierta clatrina vesícula cubierta ENSAMBLAJE DE LA CUBIERTA Y SELECCIÓN DEL CARGAMENTO FORMACION DE LA DEPRESION FORMACION DE LA VESICULA PERDIDA DE LA CUBIERTA
27 Endocitosis mediada por receptor LDL receptores de LDL membrana plasmática depresión cubierta vesícula cubierta ENDOCITOSIS PERDIDA DE LA CUBIERTA endosoma de reciclaje RECUPERACION DE RECEPTORES DE LDL FUSION CON ENDOSOMAS FORMACIÓN DE VESICULAS DE TRANSPORTE molécula de colesterol endosoma temprano protrusión de la proteína monocapa de fosfolípidos ésteres de colesterol colesterol libre lisosoma enzimas hidrolíticos
28 Endocitosis mediada por receptor adaptina sitio de unión a LDL LDL clatrina ESPACIO EXTRACELULAR receptor de LDL CITOPLASMA sitio de unión a la cubierta vesícula cubierta de clatrina membrana plasmática receptor LDL al que le falta el sitio de unión a la cubierta
29 CITOSIS: transcitosis
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TRANSPORTE DE MEMBRANA Esta obra está bajo una licencia Attribution-NonCommercial-ShareAlike3.0 Unportedde CreativeCommons. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/
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