Objetivo: Describir composición y arquitectura de las membranas biológicas Resultado de aprendizaje: Explicar la dinámica de las membranas biologicas y su implicación funcional.
INTRODUCCION La mayoría de las propiedades que se atribuyen a los seres vivos, dependen directa o indirectamente de las membranas biológicas Las membranas contienen moléculas de lípidos y proteínas que participan en los procesos bioquímicos
MEMBRANAS BIOLOGICAS Características generales de las membranas biológicas Funcionan como barreras biologicas Funcion depende de su Composición: Lípidos, proteínas, carbohidratos. Funciones básicas: Permite y favorece la entrada de nutrientes. Permite y favorece salida de productos de desecho mantenimiento de la Homeostasis equilibrando el medio intra y extracelular
MODELO DE MOSAICO FLUIDO El modelo de mosaico fluido fue sugerido por primera vez por Singer y Nicholson en 1972. Estos autores propusieron que las membranas biológicas están formadas por una bicapa de fosfolipidos con proteínas incluidas en ella.
CARACTERISTICAS IMPORTANTES DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS 1.Fluidez de la membrana: describe la resistencia de los componentes de la membrana al movimiento o La temperatura o La saturación de las cadenas de ácidos grasos o El contenido de colesterol
2.Permeabilidad Selectiva: Hay sustancias que pueden pasar de un lado al otro de las membranas y otras no. Permeable Semi- permeable Impermeable
3.Capacidad de rehacerse : Cuando una bicapa lipídica se rompe, rápidamente vuelve a construirse. 4.Asimetría: las membranas son diferentes exteriormente que interiormente
En la membrana plasmática existen cuatro fosfolipidos importantes: Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfatidilcolina Esfingomielina
Las moléculas de fosfolipidos forman una bicapa estable en solución acuosa debido a: Las propiedades hidrofilicas de los fosfatos ubicados en el exterior de la bicapa. La acción hidrófoba de los ácidos grasos del interior de la doble capa.
Extremo hidrofóbico (cola) hacia el interior de la membrana Extremo hidrofílico (cabeza)hacia el exterior de la membrana Carácter anfipático (doble comportamiento)
Composición Lipidica Fosfolípidos Esfingolípidos Glicolípidos Esteroides Fosfoacilgliceroles : glicerol + 2Ac graso + HPO 4-2 Esfingomielinas : esfingosina + Ac graso + colina + HPO 4-2 Cerebrósidos : esfingosina + Ac graso + azúcar Gangliósidos : esfingosina + Ac graso + 2-6 azúcares Colesterol
Existen dos tipos de proteínas de membrana: o Las Proteínas Periféricas o Las Proteínas integrales
Funciones de las proteínas integrales Adhesión Celular Bombas Transportadores Canales Iónicos Receptores Enzimas
Glucocaliz Es un recubrimiento externo de hidratos de carbono conocido como glucocaliz, y este es de gran importancia en las funciones de reconocimiento celular y de inmunología.
Transporte a través de la membrana TRANSPORTE PASIVO Difusión simple o pasiva o directa Difusión facilitada Difusión por filtración / Ósmosis TRANSPORTE ACTIVO O ESPECIAL Transporte activo primario o uniporte Transporte activo secundario: cotransporte o simporte contratransporte o antiporte ENDOCITOSIS Pinocitosis Fagocitosis EXOCITOSIS
TIPOS DE TRANSPORTE Difusión simple o pasiva Difusión facilitada Transporte activo ATP Transporte pasivo
TRANSPORTE PASIVO: No hay gasto de energía (ATP) A través de membrana semipermeable A favor de gradiente de mayor [ ] a menor [ ] A favor de gradiente o potencial eléctrico cargas = se repelen cargas se atraen
Difusión simple o pasiva o directa: Si el transporte de una molécula se produce espontáneamente, sólo bajo la intervención de la energía cinética de la partícula, se denomina difusión pasiva. Transporte de: Agua Moléculas pequeñas sin carga Algunas sustancias lipídicas Proteínas y ácidos nucleídos (membrana nuclear).
Difusión facilitada: Participación de proteínas de transporte de membrana. Fijación específica de sustancia a proteína de membrana Transporte de: Moléculas pequeñas con carga(iones) Nutrientes (glucosa, aminoácidos)
Este tipo de transporte se caracteriza también por: Requiere de moléculas transportadoras que están en la membrana. Se realiza a favor de un gradiente de concentración. No requiere energía externa. Está regulado por: tamaño de las moléculas carga eléctrica hidrosolubilidad interacción química con la membrana tamaño de los poros Es utilizado por el metanol, urea, etc
Difusión por filtración / Ósmosis: Difusión de moléculas del solvente hacia una región en la que hay mayor [soluto] a través de una membrana impermeable para el mismo. Diferencias de [solutos] Membrana semipermeable El soluto es menos difusible que el agua
TRANSPORTE ACTIVO: Se requiere gasto de energía. A través de membrana semipermeable En contra de gradiente de menor [ ] a mayor [ ] En contra de gradiente o potencial eléctrico Cargas = se repelen Cargas se atraen Requiere de transportador
Efecto de la energía (ATP): Sobre la proteína transportadora: Cambios en la conformación Movimiento Apertura de un conducto Sobre la sustancia transportada: Transporte de la sustancia por medio de la proteína Modificación de la sustancia a ser transportada
MECANISMOS TRANSPORTE ACTIVO Uniporte Simporte Antiporte Transporte Primario Transporte Secundario
Transporte Activo Primario: También llamado uniporte ya que cuando una proteína transporta una sola clase de moléculas a través de una membrana lo hace por medio de este tipo de transporte activo primario. Un ejemplo de transporte activo primario o uniporte es que utiliza la Bomba Ca 2+ : Transporta Ca 2+ al exterior de la célula.
Transporte Activo Secundario: Se llama también transporte acoplado, pues intervienen dos o más tipos de partículas en el transporte de membrana. Moléculas pueden transportarse: en misma dirección (cotransporte o simporte) en dirección contraria (contratransporte o antiporte)
Un ejemplo de transporte activo secundario cotransporte o simporte es Cotransportador Na + - glucosa : entra Na + en célula a favor potencial electroquímico entra glucosa en célula en contra gradiente [ ].
Ejemplos de transporte activo secundario contratransporte o antiporte: Bomba Na + K + : Transporta Na + al exterior de célula y K + al interior en contra potencial electroquímico.
Intercambiador Na + - Ca 2+ entra Na + en célula a favor potencial electroquímico sale Ca 2+ en contra
ENDOCITOSIS Mecanismo mediante el cual se incorporan a célula partículas y macromoléculas, la membrana celular engloba sustancia forma una invaginación envolvente. Pinocitosis (líquidos) Fagocitosis (sólidos) :
ENDOCITOSIS
EXOCITOSIS Mecanismo mediante el cual se eliminan de célula productos provenientes de digestión y procesos metabólicos (gránulos / vesículas secretoras).
EXOCITOSIS Complejo de Golgi Vacuolas R.E. Núcleo
Se define la ósmosis como la difusión de las moléculas de un solvente hacia el espacio donde hay mayor concentración de soluto al cual la membrana es impermeable. La fuerza necesaria para detener la ósmosis de un fluido se llama presión osmótica.