LAS MEMBRANAS CELULARES

TRANSPORTETRANSPORTE

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.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

MEMBRANAMEMBRANAMEMBRANAMEMBRANACELULARCELULARCELULARCELULAR

HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS PROTEÍNASPROTEÍNASPROTEÍNASPROTEÍNAS

60%60%60%60%LÍPIDOSLÍPIDOSLÍPIDOSLÍPIDOS

40%40%40%40%

HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS HIDRATOS DE CARBONODE CARBONODE CARBONODE CARBONO

(Glicocálix)(Glicocálix)(Glicocálix)(Glicocálix)

IntegralesIntegralesIntegralesIntegralesPeriféricasPeriféricasPeriféricasPeriféricasAnclajeAnclajeAnclajeAnclaje

FosfolípidosFosfolípidosFosfolípidosFosfolípidosColesterolColesterolColesterolColesterol

ClicolípidosClicolípidosClicolípidosClicolípidosGlicoproteínasGlicoproteínasGlicoproteínasGlicoproteínas

OligosacáridosOligosacáridos

ProteínasProteínas

Superficie

exterior

Modelo de MembranaMosaico Fluido

CitoplasmaCitoplasmaCitoplasmaCitoplasmaColesterolColesterol

Características de la membrana

� Es una membrana fluida: debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos.

� Su composición es asimétrica: debido a la composiciónlipídica de las dos mitades, la cual es diferente. La capaexterna está formada principalmente por el fosfolípidoexterna está formada principalmente por el fosfolípidofosfatidilcolina, mientras que en la capa internaencontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. Aesta asimetría también contribuyen las proteínas y los

carbohidratos.

� Presenta permeabilidad selectiva: debido a quecontrola el paso de sustancias a través de ella. Estaselectividad, depende de la naturaleza de las moléculas queintenten pasar a través de ella.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA

� Los lípidos sondel tipo de losFOSFOLÍPIDOSGLICOLÍPIDOSY COLESTEROL,Y COLESTEROL,caracterizados porser anfipáticos,dandoespontáneamenteen medio acuosobicapas.

� .

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 intrínsecascomo las integrales ylas transmembrana,y extrínsecas operiféricas, adheridasa las monocapas.a las monocapas.

� Las glicoproteínassólo en la parteexterna, formandoparte 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 � 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� Contribuyen a la asimetríade 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, � 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 � 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.

GlicoproteínaProteína integral

(receptor)Proteína integral(reconocimiento)

Proteína integral(canal)

Proteína integral(adhesión)

Proteína transportefacilitado

ColesterolFosfolípido

Proteína periférica Filamentos proteicosCITOPLASMA

Transporte a través de la membrana

� Existen muchas sustancias que pueden atravesar sin dificultad la membrana.

� Otras, por su carga eléctrica , por su

TRANSPORTE A TRAVES DE 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

La membrana celular es permeable a:� Moléculas no polares (02)

Requiere que la membrana celular sea permeable al soluto

� Moléculas liposolubles (esteroides) � Uniones covalentes polares (C02)� H20 (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.� 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

Diferencia de potencial eléctrico

Diferencia de concentración

Difusión neta = Co-Ci

Tipos de transportePasivoPasivo1. Difusión simple 2. Difusión facilitada3. Osmosis

Activo5. Bombas6. Endocitosis7. 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". 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

Medio hipertónico

H2O

DIFUSIÓN FACILITADASe define como “ el paso se sustancias a favor del gradiente

de concentración utilizando una proteína transportadora y sin gasto de energía”.

�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

Las proteínas de transporte :

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:

Proteínas Transportadoras

Hay tres tipos:

� Unitransportadores: llevan un soluto por vez.

� Cotransportadores: transportan el soluto y co-transportan otro diferente al mismo tiempo y en la misma dirección.

� Antitransporte: transportan soluto hacia el interior (o exterior) y co-transportan soluto en la direcció n opuesta.

DIFUSIÓN FACILITADA

Apertura y cierre de canales:

1.- Operados por voltaje

2.- Operados por ligando. Apertura química.

Características:

�Favor de gradiente�Especificidad�Competición�Saturación

Difusión facilitada

�Saturación

Trasnporte activo

� El transporte activo se define como el "paso deuna sustancia a través de una membranasemipermeable, en contra de un gradientede concentración, con gasto de energía".de concentración, con gasto de energía".

� Para que esto se lleve a cabo se requiere deproteínas transportadoras que actúen comobombas 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 Ca2+ 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.

de concentración

Bombas ATP- asa� bomba de Na+- K+

� Durante este proceso, el sodio es bombeadohacia el exterior de la célula, mientras que elpotasio es bombeado hacia el interior de lamisma. En el exterior de la célula existe unamisma. En el exterior de la célula existe unamayor concentración de sodio que en su interior,por lo tanto, el sodio es expulsado de la célulacontra un gradiente de concentración. En el casodel potasio, su concentración externa es menorque en el interior sin embargo, la célula bombeapotasio hacia el interior

Bomba Na+/K+ (Na+/K+ ATPasa)

Líquido extracelular:[Na+][K+]

Líquido intracelular:[Na+][K+]

Las bombas iónicas activadas por ATPgeneran y mantienen gradientes iónicosa través de la membrana plasmática.

Se encuentra en todo tipo de célula.

Es una proteina integral.

Es responsable de las concentracionesintra y extra celulares de Na+ y K+.

Un tercio del ATP utilizado por unanimal en reposo se consume paramantener la bomba Na+/K+.

Na+

K+

Transporte en masa

� TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS.

� Para introducir o secretar macromoléculas a través de su membrana, la célula 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 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

LA MEMBRANA PLASMÁTICA

LípidosProteínas

Integrales Periféricas

Glucoproteínas Glucolípidos Estructural Conexiones celulares

Señalizacióncelular

Glucocalix

Pequeñasmoléculas

Uniones ocluyentesDesmosomas

Uniones de hendidura

Fosfolípidos Colesterol

Macromoléculas

ACTIVOPASIVO

ENDOCITOSISEXOCITOSIS

Transporte