Biomembranas y Trasporte

MEMBRANA CELULAR

Esta estructura envuelve a la célula y la delimita.

Tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm

Está compuesta por fosfolípidos (bicapa), proteínas y glúcidos.

Unidad de membrana

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 la bicapa, en la cual las dos monocapas son diferentes. La monocapa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la monocapa interna encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina.

A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los glúcidos (oligosacáridos).

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 pasan a través de ella.

ASIMTERÍA Y FLUIDEZ DE MEMBRANAASIMTERÍA Y FLUIDEZ DE MEMBRANA

ASIMETRÍAASIMETRÍA La composición de lípidos y proteínas es La composición de lípidos y proteínas es

diferente en las dos caras de la membrana: diferente en las dos caras de la membrana: es es asimétricaasimétrica

Composición química

COMPOSICIÓN MEMBRANAPLASMÁTICA

PROTEÍNAS60%

LÍPIDOS40%

GLÚCIDOS(oligosacáridos)

IntegralesPeriféricas

Anclaje

FosfolípidosColesterol

ClicolípidosGlicoproteínas

Lípidos de membrana En la membrana encontramos : fosfolípidos colesterol. ambos tienen carácter anfipático Se ubican formando una bicapa lipídica Se relacionan directamente con la fluidez v/s

rigidez Dan asimetría a la membrana

Ácidos grasos

saturados

Ácidos grasos

Insaturados (poseen enlaces dobles en la cadena)

Movimientos de los lípidos

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 temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la

temperatura.

la naturaleza de los fosfolípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez

la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

Proteínas de membrana

Desempeñan funciones especificas Tienen movilidad en la bicapa

Se clasifican en:

Proteinas integrales: Están insertas entre los lípidos. Suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces; por esta razón se les llama proteínas transmembrana.

Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente 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 Transportadoras Fijación unión (estructurales) Receptores Enzimas

Glúcidos de membrana

se sitúan en la superficie externa de la membrana

son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteinas (glucoproteinas).

contribuyen a la asimetría de la membrana. constituyen la cubierta celular en células

animales 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 sanguíneas

Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.

Funciones de membrana

Las principales funciones de la membrana plasmática de la célula son: conferir a la célula su individualidad, al separarla de su entorno

constituir una barrera con permeabilidad muy selectiva, controlando el intercambio de sustancias

controlar el flujo de información entre las células y su entorno

proporcionar el medio apropiado para el funcionamiento de las proteínas de membrana

constituir el anclaje del citoesqueleto y el sitio de uniones intercelulares

Glicoproteína

Proteína periférica

Proteína integral(receptor)

Proteína integral(reconocimiento)

Proteína integral(canal)

Proteína integral(adhesión)

Proteína transportefacilitado

Colesterol

Filamentos proteicos

Fosfolípido

CITOPLASMA

Transporte a través de la membrana

Existen muchas sustancias que pueden atravesar sin dificultad la membrana , en cambio otra por su carga eléctrica , por su tamaño , por su concentración , no les es fácil traspasar esta barrera ,

La membrana es semipermeable

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.

Tipos de transporte PasivoPasivo

1. Difusión simple

2. Difusión facilitada

3. Osmosis

Activo

5. Bombas ATP-asa

6. Cotransporte

7. Endocitosis

8. Exocitosis

TRANSPORTESA TRAVÉS DEMEMBRANA

TRANSPORTEPASIVO

A favor gradienteNo requiere energía

TRANSPORTEACTIVO

En contra gradienteSi requiere energía

Osmosis Difusión

Simple Facilitada

1.-Difusión simple Se define como "desplazamiento de partículas

desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración".

El CO2, el O2 y otros gases 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 esteroides

Difusión simple

2.-Difusión facilitada Se define como “ el paso se sustancias a favor del

gradiente de concentracion utilozando una proteina transportadora y sin gasto de energía”

Las proteínas de transporte son de dos tipos: las transportadoras y las de canal. A) 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.

B) Las proteínas canal: son una especie de canales, cuando están abiertos permiten el paso de cierto tipo de sustancias, generalmente iones inorgánicos

Tipos de transportes facilitados

transporte

3.-Osmosis

Se define como: "proceso de difusión de un solvente a través de una membrana semipermeable, desde una solución más diluida a otra más concentrada "

El agua, que es el solvente celular, pasa a través de la membrana y tiende a igualar la presión osmótica intra y extra celular

El agua se moviliza desde una zona de baja concertación de soluto a una zona de alta concentración de soluto , hasta llegar al equilibrio de las concentraciones

Medio hipotónico

Medio hipertónico

H2O

Diálisis Corresponde al movimiento de agua y solutos a

través de una membrana semipermeable

Transporte activo

El transporte activo se define como el "paso de una sustancia a través de una membrana semipermeable, desde una zona de menor concentración a otra de mayor concentración, con gasto de energía".

Para que esto se lleve a cabo se requiere de proteínas que actúen como bombas, contra el gradiente de concentración, además de una fuente de energía, que es el ATP.

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

Na+

K+

Tipos de transporte es activos Transporte activo primario: la energía derivada del ATP directamente empuja a la

sustancia para que cruce la membrana El ejemplo más característico es la bomba de Na+/K+ Esta bomba actúa como una enzima que rompe la

molécula de ATP y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa.

Transporte activo secundario (cotransporte): Los sistemas secundarios de transporte activo

aprovechan la energía almacenada en un gradiente iónico para transportar un segundo soluto contra un gradiente

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. las o vacuolas que se forman se llaman fagosomas, los cuales se

fusionan con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma, que es el encargado de degradar el material ingerido

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 LA MEMBRANA PLASMÁTICA PLASMÁTICA

ESTRUCTURA FUNCIÓN

LípidosProteínas

Integrales Periféricas

Glucoproteínas Glucolípidos Estructural Conexiones celulares

Señalizacióncelular

Glucocalix

LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Pequeñas moléculas

Uniones ocluyentesDesmosomas

Uniones de hendidura

Fosfolípidos Colesterol

Macromoléculas

ACTIVOPASIVO

ENDOCITOSISEXOCITOSIS

Transporte