SUPERFICIE Y TRANSPORTE CELULAR

Facultad de Medicina – Universidad de Cartagena

SUPERFICIE CELULAR

• Todas las células, tanto procariotas como eucariotas, están rodeadas por una membrana celular.

• Actúa como una barrera selectiva al paso de moléculas.

• Su estructura básica es una bicapa fosfolipídica.

MEMBRANA PLASMATICA

MEMBRANA PLASMATICA

Micrografía: membrana celular

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

E. Gorter y F. Grendel

S. agua

S. lipídica 2:11,8 2,2

1 1

BICAPA LIPÍDICA

LÍPIDOS DE MEMBRANA

LÍPIDOS DE MEMBRANA

LIPIDOS DE MEMBRANA

LÍPIDOS DE MEMBRANA

LIPIDOS DE MEMBRANA

COLESTEROL

Lípido Eritrocito Humano

Mielina Humana

Mitocondria corazón bovino

E.Coli

Ácido fosfatídico 1.5 0.5 0 0

Fosfatidilcolina 19 10 39 0

Falfatidil-etanolamina

18 20 27 65

Fosfatidilglicerol 0 0 0 18

Fosfatidilserina 8.5 8.5 0.5 0

Cardiolipina 0 0 22.5 12

Esfingomielina 17.5 8.5 0 0

Glucolípidos 10 26 0 0

Colesterol 25 26 3 0

PROTEINAS DE MEMBRANA

MOSAICO DE FLUIDOSPostulado en 1972 por Jonathan Singer y Garth NicolsonLas membranas se consideran fluidos bidimensionales en los que se insertan las proteínas en las bicapas lipídicas.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

-Proteínas periféricas -Proteínas integrales de membrana

PROTEINAS INTEGRALES DE MEMBRANA

PROTEINAS INTEGRALES DE MEMBRANA

• La membrana plasmática de algunas bacterias está rodeada por una pared celular con una membrana externa diferenciada. La membrana externa contiene porinas que forman canales acuosos y permiten el paso de iones y pequeñas moléculas

PROTEINAS PERIFERICAS

PROTEINAS PERIFERICAS

MOVILIDAD DE LAS PROTEINAS DE MEMBRANA

• Debido a que tanto las proteínas como los lípidos están insertos en la bicapa lipídica, pueden difundirse lateralmente a través de la membrana. Pero no pueden saltar de la capa externa a la interna o viceversa a una velocidad apreciable.

MOVILIDAD DE LAS PROTEINAS DE MEMBRANA

• Experimento de Larry frye y Michael Edidin (1970)

MOVILIDAD DE LAS PROTEINAS DE MEMBRANA

MOVILIDAD DE LAS PROTEINAS DE MEMBRANA

• Las proteínas se difunden libremente dentro de los dominios apical y basolateral pero no pueden pasar de uno a otro.

BALSA LIPÍDICA

Zonas semisólidas de la membrana que se dan los la agrupación de esfingomielinas y glicolípidos.

GLICOCALIX

Micrografía del epitelio intestinal mostrándose el glicocálix.

• Membrana Celular Animales

Capa cuasi-fluida

Composicion: Bicapa fosfolipidica-proteinas de membrana y carbohidratos

• Pared celular Hongos-Plantas-

Algas-Bacterias

Capa rigida

Su composicion depende del organismo

MEMBRANA CELULAR – PARED CELULAR

TRANSPORTE CELULAR

TRANSPORTE CELULAR

• Difusión pasiva• Difusión facilitada• Canales iónicos• T. Activo dirigido por hidrólisis de ATP• T. Activo dirigido por gradientes

iónicos• Endocitosis.

DIFUSION PASIVA

DIFUSION PASIVA

DIFUSION FACILITADA

DIFUSION FACILITADA

DIFUSION FACILITADA

CANALES IONICOS

• Propiedades:Gran velocidad (Un millón de iones

por segundos)Selectividad.No siempre están abiertos

(Regulados por neurotransmisores o cambios en el potencial eléctrico de membrana)

CANALES IONICOS

CANALES IONICOS (PATCH CLAMP)

CANALIES IONICOS (ECUACION DE NERNST)

• Donde: V es el potencial de equilibrio en voltios. R constante de los gases. T temperatura absoluta. Z carga del ion. F constante de Faraday. C concentraciones iónicas al interior y exterior de la célula

CANALES IONICOS (BOMBA DE SODIO Y POTASIO)

CANALES IONICOS (POTENCIAL DE MEMBRANA)

CANALES IONICOS (SELECTIVIDAD DE IONES)

CANALES IONICOS (SELECTIVIDAD DE IONES)

CANALES IONICOS (ESTRUCTURA DE LOS CANALES)

CANALES IONICOS (ESTRUCTURA DE LOS CANALES)

CANALES IONICOS (ESTRUCTURA DE LOS CANALES)

T. ACTIVO DIRIGIDO POR HIDRÓLISIS DE ATP

• Transporte en contra de la gradiente de concentración

• Utiliza energía de la reacción de la hidrólisis de ATP

• El mejor ejemplo de este tipo de transporte es la Bomba de Sodio y Potasio

T. ACTIVO DIRIGIDO POR HIDRÓLISIS DE ATP

• Estructura bomba de sodio y potasio

T. ACTIVO DIRIGIDO POR HIDRÓLISIS DE ATP(TRANSPORTADORES ABC)

T. ACTIVO DIRIGIDO POR GRADIENTES IONICOS

T. ACTIVO DIRIGIDO POR GRADIENTES IONICOS

ENDOCITOSIS• Captación de macromoléculas y otras

partículas del medio circundante• El material a introducir es rodeado

por una porción de membrana plasmática

• El término “endocitosis” fue acuñado Christian deDuve en 1963.

ENDOCITOSIS• Christian deDuve

FAGOCITOSIS• En la fagocitosis se engullen partículas grandes como bacterias,

desechos celulares e incluso otras célula intactas.

FAGOCITOSIS• Ameba ingiriendo a otro protista

PINOCITOSIS• Mejor ejemplo de pinocitosis

es la endocitosis mediada por receptor.

• Las moléculas que se van a introducir a la célula se unen a receptores especializados ubicados en la superficie celular.

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

• Lipoproteína de baja densidad (LDL)

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

• Receptor de LDL

TRAFICO DE PROTEINAS POR ENDOCITOSIS

TRAFICO DE PROTEINAS POR ENDOCITOSIS

TRAFICO DE PROTEINAS POR ENDOCITOSIS

• Célula del intestino

ENFERMEDADES LIGADAS A FALENCIAS DE LA MEMBRANA

CELULAR

FIBROSIS QUISTICA

Enfermedad genética recesiva que afecta mayormente a los pulmones, y también en menor medida al páncreas, hígado e intestino. Se caracteriza por el transporte anormal de sodio y cloruros en el epitelio, lo que lleva a secreciones espesas y viscosas

HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR

La hipercolesterolemia familiar es un trastorno genético causado por un defecto en el cromosoma 19.El defecto hace que el cuerpo sea incapaz de eliminar la lipoproteína de baja densidad (colesterol LDL o "malo") de la sangre. Esto provoca niveles altos de colesterol LDL en la sangre, lo cual hace que uno sea más propenso a presentar estrechamiento de las arterias

VIRUS EN LA MEMBRANA CELULAR

El primer paso en la infección viral es la adsorción a la membrana de la célula susceptible por medio de la adhesión de ligando virales (proteínas de la capside o glicoproteínas de las espículas, por ejemplo a receptores superficiales de la célula. Los tejidos y células que carecen de receptores específicos de virus determinados no son infectados por dichos viriones..

VIRUS EN LA MEMBRANA CELULAR

MECANISMOS DE REACCION: ANTIGENO-ANTICUERPO

ANTIGENO

• Un antígeno es una sustancia que desencadena la formación de anticuerpos y puede causar una respuesta inmunitaria.1 La definición moderna abarca todas las sustancias que pueden ser reconocidas por el sistema inmune adaptativo, bien sean propias o ajenas.

• Los antígenos son usualmente proteínas o polisacáridos. Esto incluye partes de bacterias (cápsula, pared celular, flagelos, fimbrias, y toxinas), de virus y otros microrganismos.

ANTICUERPO

• Los anticuerpos (también conocidos como inmunoglobulinas, abreviado Ig) son glicoproteínas del tipo gamma globulina. Pueden encontrarse de forma soluble en la sangre u otros fluidos corporales de los vertebrados, disponiendo de una forma idéntica que actúa como receptor de los linfocitos B y son empleados por el sistema inmunitario para identificar y neutralizar elementos extraños tales como bacterias, virus o parásitos.

REACCION DE PRECIPITACION ANTIGENO-ANTICUERPO

En este caso, el antígeno se encuentra disuelto y al unirse los anticuerpos a los antígenos se forman macrocomplejos moleculares, formándose una especie de red tridimensional que por su tamaño precipita.

REACCIONES DE AGLUTINACION:

Un anticuerpo puede unirse a la vez a dos antígenos, y asimismo, cada antígeno puede unirse a varios anticuerpos y formar un entramado de complejos antígenos-anticuerpos.

REACCION DE OPSONISACION

El anticuerpo puede recubrir al antígeno con opsinas (inmunoglobulinas tipo G y proteínas del complemento), para que sean reconocidos por los fagocitos circulantes. Es como si los antígenos fueran presentados “como más sabrosos” al fagocito

GRACIAS !!!