Transporte de membranaPrincipios del transporte de membrana & Proteínas transportadoras y sus funciones

Grupo 313

Barrera ● Holguín

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BAJA CALIFORNIA

Facultad de Medicina y PsicologíaBIOLOGÍA GELULAR

¿Cómo esta conformada la membrana

plasmática?

Principalmente es una bicapa continua de moléculas lipídicas entremezcladas con proteínas

Funciones de la membrana

FUNCIONES DE LA MEMBRANA SEGÚN KARP

1. División en compartimentos2. Sitios para las actividades bioquímicas3. Provisión de una barrera con permeabilidad selectiva4. Transporte de solutos5. Respuesta a señales externas6. Interacción celular7. Transducción de energía

Principios del

transporte de

membrana

=

Ambos son selectivos

La diferencia de concentraciones en el interior y

el exterior de la célula es fundamental para la

ejecución de sus funciones.

Los iones inorgánicos son los mas abundantes,

por ejemplo: Na+, K+, Ca2+, Cl- y H+

Para que la célula no se destruya por las

fuerzas eléctricas debe ser eléctricamente

neutra.

Concentración de ionesen el interior y el exterior

Na+

K+

Interior K+ Exterior Na+

Sodio

• [ ] Intracelular = 5-15 mM

• [ ] Extracelular = 145 mM

Potasio

• [ ] Intracelular = 140 nM

• [ ] Extracelular = 5 nM

Abundantes

Medios externos de la célula

Bicapas lipídicas… ¿impermeables?

Son una barrera para el paso de la mayoría de las moléculas hidrófilas, incluidos los iones. Sin embargo si transcurre un tiempo suficiente, prácticamente cualquier molécula se difundirá a través de una bicapa lipídica. Mientras menor sea su tamaño y cuanto mas hidrófoba sea mayor será la velocidad de difusión.

Menor tamaño

+Menor polaridad y

menor carga =

MAYOR

VELOCIDAD

Velocidad de las moléculas

según sus características

REPASO1. Las células son selectivas

2. La concentración del medio interno y el medio externo de la célula es diferente

3. La bicapa lipídica impide el paso de: iones, moléculas hidrófobas y moléculas grandes*Tardan mas tiempo

4. Por lo tanto: Menor tamaño + Menor polaridad + menor carga = Mayor velocidad

Proteínas de transporte de

membrana

Cada proteína determina una vía de paso particular a través de la

membrana para una clase determinada de molécula. La mayoría de

estas vías son muy selectivas y solo permiten el paso de ciertos

miembros de una clase de molécula.

Existen 2 clases principales

Proteínas detransporte

P. Transportadoras

P. De canal

Se diferencian en su forma de discriminar

Proteínas de canal

Discriminan

principalmente

Si el canal esta abierto, toda molécula lo

suficientemente pequeña que posea la carga

adecuada podrá pasar .

- Por carga eléctrica- Por tamaño

Proteínas

transportadoras

Discriminan

Solo permite el paso de solutos que

encajen en su sitio de unión.

Sumamente selectivas: Transfiere a las moléculas de

a una por vez mediante cambios en si propia

conformación

REPASO 21. Dentro de las proteínas de la membrana

están las de transporte que se clasifican en 2:

De canal: discriminan por tamaño y carga eléctrica

Transportadoras: discriminan por conformación (forma)

Existen 2 categorías de transporte

Pasivo Activo

No requiere de energía

Requiere de energía

Intercambio simple de moléculas a través

de la membrana plasmática.

La célula no gasta energía debido a que

las moléculas van de un lugar de alta

concentración a un lugar de menor

concentración

Mayor concentración Menor concentración

Se divide en:Transporte pasivo

T. Pasivo

OsmosisDifusión simple

Difusión facilitada

TRANSPORTE PASIVO. Ósmosis

El agua se mueve con facilidad de una región con

menor concentración de solutos a una región con mayor concentración de solutos mediante Ósmosis.

Canales de aguas = acuaporinas

TRANSPORTE PASIVO. Difusión simple

La membrana permite el paso del

agua y las moléculas no polares mediante

la Difusión simple.

TRANSPORTE PASIVO. Difusión facilitada

Cuando una molécula es demasiado grande o

demasiado hidrófoba para atravesar la membrana, recurre

a las proteínas y se llama Difusión facilitada.

Por ejemplo: la glucosa

Proteína transportadora de glucosa

(células hepáticas)

Cadena proteica (atraviesa 12 veces)

Aporta mínimo 2 conformaciones

(sitios de unión hacia afuera // hacia adentro)

Después de comer Cuando tienes hambre

Bidireccional pero selectiva

La dirección de este transporte solo dependerá de la concentración relativa de

ambos lados de la membrana.

Es sumamente selectivo (D-glucosa =/= L-glucosa).

La proteína transportadora de la glucosa es la GLUT2

Además del gradiente de concentración, ¿Qué impulsa al transporte pasivo?

Potencial de membrana

Exterior de la célula + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Interior de la célula- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Solutos

de carga

+

Solutos de carga

-

Por lo tanto, lo que impulsa el transporte pasivo de una sustancia atreves

de la membrana es: Fuerza generada por el gradiente de concentración + fuerza

generada por el voltaje de membrana = Gradiente electroquímico

REPASO 3Existen 2 tipos de transporte

ActivoPasivo

1.No requiere energía2.Impulsado por el gradiente electroquímico3.Se clasifica en:-Osmosis-Difusión simple-Difusión facilitada

Mecanismo que permite a las células

transportar sustancias disueltas desde una

región de concentración menor a otra de

concentración mayor.

Para esto, la célula requiere de energía.

Menor concentraciónMayor concentración

Existen 3 mecanismos principalesTransporte activo

T. A

ctiv

o Transportadores acoplados

Bombas impulsadas por ATP

Bombas impulsadas por la luz

TRANSPORTE ACTIVO. Mecanismo de

transportador acoplado

Transporta dos o más moléculas, una de las cuales se mueve a favor de gradiente o

de potencial electroquímico y la otra u otras en contra. La que se

mueve a favor de gradiente o de potencial electroquímico suministra la energía para

transportar la otra u otras en contra del mismo.

T. Cuesta arriba + T. cuesta abajo

TRANSPORTE ACTIVO. Bombas impulsadas

por luz

Se da principalmente en bacterias y acopla el transporte

a la llegada de energía lumínica. Salida activa de H+ hacia el exterior de la célula

TRANSPORTE ACTIVO. Bombas impulsadas

por ATP

Usan la energía de la hidrolisis del ATP para mover iones o

moléculas pequeñas en contra de un gradiente de

concentración o potencial eléctrico

Bomba Na+ K+

Cada ciclo toma 10 milisegundos.Se evita la hidrolisis inútil del ATP

¿Por qué ATPasa?

A la bomba de sodio la podemos encontrar

como bomba Na+ K+ ATPasa porque al

hidrolizar al ATP actúa también como una

enzimaBomba intercambio sodio-potasioTransporte activo de la membrana celular 11/7/2012. Jimena Fernanda | Consultado el 13 de Septiembre del 2014 en:

http://campus.ort.edu.ar/articulo/221149/transporte-a-trav-s-de-la-membrana-celular

Enlace directo: http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_sodium_potassium.swf

BOMBA NA+- K+

Exterior de la célula + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Interior de la célula- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -SodioNa [ ]

Potasio[ ]

Gradiente electroquímico

SodioNa+

PotasioK+

Esta se encarga de mantener la

concentración de calcio2+ en un nivel bajo.

Se encuentra en el retículo endosplasmático.

Intercambia dos iones de Ca++por 3 de Na

BOMBA Calcio

REPASO 4Existen 2 tipos de transporte

ActivoPasivo

1.No requiere energía2.Impulsado por el gradiente electroquímico3.Se clasifica en:-Osmosis-Difusión simple-Difusión facilitada

1.Requiere energía2.Utiliza 3 mecanismos:-Bombas impulsadas por luz-Transportadores acoplados-Bombas impulsadas por ATP

Gracias por su atención

UABC

Facultad de Medicina y Psicología 15/09/2014|

GRUPO:

313

Paginas sugeridas:

Transporte activo de la membrana celular 11/7/2012. Jimena Fernanda http://campus.ort.edu.ar/articulo/221149/transporte-a-trav-s-de-la-membrana-celular

In Da Club - Membranes & Transport: Crash Course Biology #5 27/02/2012 CrashCoursehttps://www.youtube.com/watch?v=dPKvHrD1eS4

Fuentes electrónicas y bibliografías

Biología Molecular y Celular conceptos y experimentos (s.f).Gerald Karp. Mexico D.F. Editorial Mc GrawhillQuinta edición

Transporte activo de la membrana celular 11/7/2012. Jimena Fernanda | Consultado el 13 de Septiembre del 2014 en:

http://campus.ort.edu.ar/articulo/221149/transporte-a-trav-s-de-la-membrana-celular

Transporte membrana 12/5/ 2012 Daniela Mera Franco | Consultado el 14 de Septiembre del 2014 en:

http://es.slideshare.net/DanielaMeraFranco/transporte-membrana

Propiedades de la membrana plasmática 2009. Comunidades de divulgación científico técnica | Consultado el 14 de Septiembre del 2014 en:

http://www.elergonomista.com/biologia/cit12ma01.html

La energía y la vida: Bioenergética. 2012 México. Peña, Antonio y Georges Dreyfus Cortés | Consultado el 14 de Septiembre del 2014 .

In Da Club - Membranes & Transport: Crash Course Biology #5 27/02/2012 CrashCourse | Consultado el 13 de Septiembre del 2014 en:

https://www.youtube.com/watch?v=dPKvHrD1eS4

¿Preguntas?

• Composición de la membrana plasmática

• Funciones de la membrana

• Iones

• Por que la bicapa lipídica es impermeable a los iones

• Moléculas polares y no polares

• Gradientes de concentración

• Mecanismo transportador acoplado

• Bombas impulsadas por luz

Composición de la membrana plasmática

Es una estructura laminada formada por fosfolípidos, glicolípidos y proteínas que rodea, limita, da forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.

Está compuesta por dos láminas que sirven de "contenedor" para el citosol y los distintos compartimentos internos de la célula, así como también otorga protección mecánica. Está formada principalmente por fosfolípidos (fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina), colesterol, glúcidos y proteínas (integrales y periféricas).

http://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica#mediaviewer/File:Detalle_de_la_membrana_celular.svg

Funciones de la membrana1. Encierra el contenido del interior de la célula y no lo mezcla con el del exterior

(lo mismo sucede con las membranas que envuelven al núcleo y a la mitocondria

2. Siempre que haya reactivos en solución sus posiciones relativas no pueden estabilizarse y sus interacciones dependen de las colisiones aleatorias. A causa de su construcción, las membranas proporcionan a la célula un marco extenso dentro del cual pueden ordenarse componentes para que la interacción sea efectiva.

3. Evitan el intercambio irrestricto de moleculas de un lado al otro y al mismo tiempo suministran medios de comunicación entre los compartimentos que separan.

4. Contiene la maquinaria para el transporte fisico de sustancias de un lado al otro de la membrana.

5. Tienen receptores que se combinan con ligandos (moleculas especificaS) que incluyen una estructura complementaria. Diferente tipor de celulas = diferentes tipos de receptores de membrana. La interaccion de un receptor de la membrana con un ligando externo puede hacer que la membrana genere una señal que estimila o inhibe las actividades internas.

Biologia Molecular y Celular. Karp

Funciones de la membrana6. Media las interacciones entre una célula y sus vecinas. Permite que las células se

reconozcan y envíen señales entre si, que se adhieren cuando sea apropiado y que intercambien materiales e información.

7. Forman parte de los procesos mediante los cuales un tipo de energía se transforma en otro tipo. (Fotosíntesis, Glúcidos y lípidos a ATP)

Biología Molecular y Celular. Karp

Iones

Son átomos o grupos de átomos que tienen una carga eléctrica. Los iones con una carga positiva se denominan cationes y los que tienen carga negativa se denomina aniones.

El cuerpo contiene iones en forma de muchas sustancias normales. Los ejemplos comunes incluyen sodio, potasio, calcio, cloruro y bicarbonato

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002385.htm

Porque la bicapa es impermeable a los iones

La carga de las moléculas y la fuerte atracción eléctrica que ejercen cobre las moléculas de agua impiden que estos elementos ingresen en la fase hidrocarbonada de la bicapa.

Moléculas polares y no polares

Las moléculas polares y no polares son tipos de uniones covalentes en las que dos o más átomos comparten electrones hasta tener ambos ocho en su último orbital. Las polares se dan entre elementos con distinta electronegatividad o capacidad de atraer electrones, como ocurre por ejemplo en el caso del H2O (agua). Las no polares se dan entre átomos del mismo elemento, ya que tienen igual electronegatividad. Un ejemplo de ellas es el O2 (oxígeno).

http://www.aula365.com/post/moleculas-polares-no-polares/

Gradientes de concentraciónUn gradiente de concentración es la diferencia entre la concentración de una substancia dentro y fuera de la célula, y la energía potencial que ello supone.Por ejemplo, si tienes en el interior de la célula una concentración de x dentro de la célula y de 4x en el exterior, y puedes de alguna forma 'liberar' el paso a través de la membrana, las concentraciones tenderán a equilibrarse hasta tener 2x en el interior y 2x en el exterior.

https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080402134936AAbHqyj

Mecanismo de transportador acoplado

Transporta dos o más moléculas, una de las cuales se mueve a favor de gradiente o de potencial electroquímico y la otra u otras en contra. La que se mueve a favor de gradiente o de potencial electroquímico suministra la energía para transportar la otra u otras en contra del mismo. Las moléculas se pueden transportar en la misma dirección o en dirección contraria.

Bombas impulsadas por luzLa bacteriorrodopsina es quizá una de las macromoléculas de proteína mas interesantes que se conocen y una de las mas estudiadas, se encuentra en una bacteria que habita en aguas salinas y sobrevive en condiciones muy especiales. Estas bacterias, llamadas Halobacteriom halobium llamaron la atención de los investigadores por su capacidad para inducir la putrefacción de carne de pescado previamente saturada con sal.

Bombas impulsadas por luzAl incidir la luz en la membrana purpura de esta bacteria, la molécula de vitamina A, o retinal, sufre un cambio reversible en su estructura, que provoca la salida de un protón (H+). Esta simple diferencia de concentración de protones provoca presión con el exterior que puede utilizarse para efectuar un trabajo. Al acumularse los protones bombeados al exterior, se crea una diferencia de cargas y de concentración de protones que tienden de manera natural a reentrar a la bacteria para alcanzar el equilibrio.

https://La energía y la vida: Bioenergética. 2012 México. Peña, Antonio y Georges DreyfusCortés | Consultado el 14 de Septiembre del 2014 .