MEMBRANA CELULAR

ESTRUCTURA Y FUNCION

Biología Celular y Genética

Escuela de Obstetricia

MEMBRANA CELULAREsta estructura

envuelve a la célula , constituye el límite de ella

tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm

Unidad de membrana

ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA MEMBRANA CELULAR

COMPOSICIÓN MEMBRANA

CELULAR

PROTEÍNAS60%

LÍPIDOS40%

HIDRATOS DE CARBONO(Glicocálix)

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

• El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable)• Disminuye la permeabilidad de la MP al agua

PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA* Periféricas * Integrales * Ancladas a lípidos

Mientras que los lípidos proveen la estructura a las membranas, muchas de las funciones son realizadas por las proteínas de la membrana.

Algunas proteínas sirven de receptores que intervienen en procesos de reconocimiento y adhesión celular, otras actúan como transportadores, otras son enzimas y, finalmente otras son proteínas estructurales, que junto con los receptores, conectan la membrana con el plasmática con el citoesqueleto, con otra célula adyacente o con la matriz extracelular.

Las proteínas constituyen ~50% de la masa de la membrana plasmática debido a que las moléculas lipídicas son mucho más pequeñas.

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Se situan 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 o glucocálix, a

la que se atribuyen funciones

fundamentales:

GLUCOPROTEINAS

CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANAEs 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.

ASIMTERÍA Y FLUIDEZ DE ASIMTERÍA Y FLUIDEZ DE MEMBRANAMEMBRANA

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

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

FLUIDEZ DE LA MEMBRANA Depende de factores como : la temperatura, la fluidez

aumenta al aumentar la temperatura.

la naturaleza de los lípidos, 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.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA

Glicoproteína

Proteína periférica

Proteína integral(receptor)

Proteína integral(reconocimiento)

Proteína integral(canal)

Proteína integral(adhesión)

Proteína transportefacilitado

Colesterol

Filamentos proteicos

Fosfolípido

CITOPLASMA

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 ,

se dice entonces que la membrana es semipermeable

En el transporte pasivo, una sustancia difunde espontáneamente bajo su gradiente de concentración, con lo cual la célula no gasta energía.

TRANSPORTE PASIVO Y

TRANSPORTE ACTIVO

En el transporte activo, una proteína transporta mueve sustancia a través de la membrana en contra de su gradiente de concentración. El transporte activo requiere gasto de energía, usualmente provisto por el ATP.

Una sustancia difunde desde una región de mayor concentración hacia una región donde está menos concentrada. La difusión bajo el gradiente de concentración lleva a un equilibrio dinámico, las moléculas de soluto continuan atravesando la membrana, pero a una tasa igual en ambas direcciones.

LA DIFUSIÓN

Las moléculas deben ser pequeñas y no polares para que se muevan a través de la membrana Ej. Difusión de gases (O2 y CO2) en los eritrocitos

PERMEASAS:Transportado

r GluT1

Este tipo de transporte se hace siempre a favor del gradiente electroquímico, y las proteínas transportadoras son de dos clases: permeasas o canales iónicos.En la difusión facilitada la velocidad de transporte aumenta rápidamente con la diferencia de concentraciones, pero se llega a un tope cuando todas las proteínas transportadoras están saturadas.

DIFUSIÓN FACILITADA

CANALES IÓNICOS

Los canales iónicos forman poros o conductos hidrofílicos que recorren el espesor de todas las membranas y permiten el flujo pasivo de iones a través de ésta Son muy selectivos, por lo que en general facultan el paso de un solo tipo de ión.Los canales iónicos están en todas las células, pero alcanzan su más alto nivel de sofisticación en células electricamente excitables como las neuronas.

Un único canal iónico puede transportar hasta 100 millones de iones por segundo, a una tasa de 100,000 veces más alta que el carrier más rápido.

Abierto

cerrado

Ión

OSMOSISLa ósmosis se puede entender considerando los efectos de diversas concentraciones de agua en los eritrocitos. Si un eritrocito se coloca en una solución hipotónica, que tiene una baja concentración de soluto, las moléculas de agua entran en la célula más rápido de lo que ella pueda salir, causando que el eritrocito se hinche y en forma eventual estalle (hemólisis).Si el eritrocito es colocado en una solución hipertónica que tiene una mayor concentración de soluto, las moléculas de agua se mueven hacia el exterior, ésta situación causa que las células se contraigan (crenación).

TRANSPORTE ACTIVO

• Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa).

• Es contra gradiente (“contracorriente”).

• Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y el LIC (p.e. K+, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso

•Tipos:

- TA primario: la energia procede directamente del ATP…

- TA secundario o acoplado: la energía procede del gradiente generado por el TA primario.

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

Bomba de Ca+2Bomba de Na+/K+

Mantiene ↓[Ca+2]LIC

Mantiene ↓[Na+]LIC

↑[K+]LIC

LEC

LIC

• Transporte de iones: Na+, K+, Ca+2, H+, Cl-…

• Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO

• La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente.

- Simporte: la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+

- Antiporte: en dirección opuesta

• Ejemplos: transporte acoplado al Na+ de glucosa y AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H+ y Ca+2

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO

ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS: TRANSPORTE MASIVO

Endocitosis

Exocitosis

• Transporte de moléculas grandes• Ingestión de partículas y microorganismos (fagocitosis)

Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores

COMUNICACIÓN INTERCELULAR

Tipos de comunicación intercelular

• La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células.

Miocitos Neuronas Inflamación HormonasPor ejemplo…Coagulación

COMUNICACIÓN INTERCELULAR: MENSAJEROS Y RECEPTORES

Receptores: proteínas o

glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en la membrana de las organelas o en el citosol celular, a las que se unen específicamente moléculas

señalizadoras (ligandos o

mensajeros):• Hormonas• Neurotransmisores• Citoquinas• Factores de crecimiento• Moléculas de adhesión• Componentes de la matriz extracelular

Receptor = cerraduraLigando = llave

Receptores de membrana

• Receptores con actividad tirosina quinasa

• Receptores acoplados a proteína G- Sistema adenilato ciclasa-AMPc-Sistema fosfolípidos de membrana- Sistema del calcio

• Los mensajeros hidrosolubles (p.ejem, hormonas) interaccionan con receptores de la superficie de las células diana.

• El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS:

COMUNICACIÓN INTERCELULAR: MENSAJEROS Y RECEPTORES

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