Membranas Biológicas Lic. Sburlati, Laura
Membranas Celulares 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
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
Lípidos de Membrana Cabeza Los fosfolípidos son el principal componente estructural de todas las membranas celulares. Cabeza polar hidrofílica lica: (glicerol + fosfato + colina, o serina,, etc. depende del tipo) Dos colas no polares: (dos ácidos grasos) que son hidrofóbicas o anfipáticas ticas. Símbolo Colas
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 Líquido intersticial Exterior de la Célula Colas hidrofóbicas Citoplasma Interior de la Célula
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 flipasas. Es el menos frecuente, por su gasto energético De flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos
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.
Proteínas de Membrana Existen dos tipos generales de proteínas de membrana: - Proteínas integrales: penetran completamente la bicapa fosfolipídica y tienen regiones hidrofóbicas bicas. - Proteínas periféricas: ricas: no atraviesan toda la bicapa fosfolipídica y carecen de regiones hidrofóbicas (presentan regiones polares o cargadas). Están n asociadas a proteínas integrales y a lípidos. l
Asociación n de las proteínas de membrana con la bicapa lipídica A) TRANSMEMBRANA B) UNIDAS A LÍPIDO C) UNIDAS A PROTEÍNA ESPACIO EXTRACELULAR bicapa lipídica 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 Proteínas integrales de 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 ricas de membrana Tomado de: Alberts Introducción a la biología celular
Función n 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.
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
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.
ASIMETRIA DE MEMBRANA Mayor concentración de: Hacia medio extracelular: fosfatidilcolina y esfingomielina Hacia el medio intracelular: fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y fosfatidilinositol Esta asimetría se mantiene gracias a la NO traslocación de las proteínas periféricas y los carbohidratos
Mecanismos de Transporte de Membrana
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 n simple Ósmosis Difusión n facilitada Moléculas de colorante Membrana EQUILIBRIO EQUILIBRIO
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 H 2 O, CO 2 y O 2. Mayor concentración O 2 O 2 O 2 Menor concentración Exterior de la Célula CO 2 CO 2 Citoplasma Menor concentración CO 2 Mayor concentración
Osmosis Solución hipotónica Solución hipertónica En la osmosis, el agua viaja desde un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración del soluto Membrana selectiva permeable Solución hipotónica Moléculas de agua Membrana selectiva permeable Molécula de soluto FLUJO DE AGUA Solución hipertónica Moléc de soluto con moléculas de agua
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 SOLUCION HIPOTONICA SOLUCION HIPERTONICA CELULA ANIMAL (1) Normal (2) Lisada (3) Plasmolizada CELULA VEGETAL (4) Flácida (5) Turgente (6) Plasmolizada
Difusión n 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 -.
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.
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.
3. 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
Exocitosis Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vacía a fuera de la célula. c Fluido celular externo Citoplasma
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. Líquido intersticial Membrana Plasmática Citoplasma Vesícula
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 FAGOCITOSIS Alimento a ser ingerido
Tipos de Endocitosis: 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. PINOCITOSIS Membrana celular
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. ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES Membrana celular CAVIDAD Material unido a las proteínas receptoras citoplasm a
Repaso
Muchas gracias