LAS MEMBRANAS CELULARES TRANSPORTE
INTRODUCCIÓN Separan el medio interno del exterior. Mantienen un medio interno adecuado 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 COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA MEMBRANA CELULAR CELULAR CELULAR CELULAR HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS PROTEÍNAS PROTEÍNAS PROTEÍNAS PROTEÍNAS 60% 60% 60% 60% LÍPIDOS LÍPIDOS LÍPIDOS LÍPIDOS 40% 40% 40% 40% HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS DE CARBONO DE CARBONO DE CARBONO DE CARBONO (Glicocálix) (Glicocálix) (Glicocálix) (Glicocálix) Integrales Integrales Integrales Integrales Periféricas Periféricas Periféricas Periféricas Anclaje Anclaje Anclaje Anclaje Fosfolípidos Fosfolípidos Fosfolípidos Fosfolípidos Colesterol Colesterol Colesterol Colesterol Clicolípidos Clicolípidos Clicolípidos Clicolípidos Glicoproteínas Glicoproteínas Glicoproteínas 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) Fosfolípido Proteína integral (reconocimiento) Proteína integral (canal) Colesterol Proteína transporte facilitado Proteína integral (adhesión) CITOPLASMA Proteína periférica 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 (0 2 ) Moléculas liposolubles (esteroides) Uniones covalentes polares (C0 2 ) H 2 0 (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 H 2 O 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"pasode 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 Ca 2+ 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 FUNCIÓN Proteínas Glucoproteínas Glucolípidos Lípidos Estructural Transporte Señalización Conexiones celular celulares Pequeñas moléculas Macromoléculas Integrales Periféricas Glucocalix Fosfolípidos Colesterol ACTIVO PASIVO ENDOCITOSIS EXOCITOSIS Uniones ocluyentes Desmosomas Uniones de hendidura