12 membrana biolÓgica

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICA


IMPORTANCIAIMPORTANCIA COMPOSICIÓNCOMPOSICIÓN ESTRUCTURAESTRUCTURA FUNCIÓNFUNCIÓN EVALUACIÓN PARCIALEVALUACIÓN PARCIAL DIVERSOS TRANSPORTES A TRAVÉS DE LA DIVERSOS TRANSPORTES A TRAVÉS DE LA

MEMBRANA:MEMBRANA:Bomba de sodio y potasioBomba de sodio y potasioEndocitosis y exocitosisEndocitosis y exocitosis


IMPORTANCIA.- Esta membrana IMPORTANCIA.- Esta membrana restringe el paso de sustancias de restringe el paso de sustancias de afuera hacia el interior y viceversa, y afuera hacia el interior y viceversa, y protege de esta manera su integridad protege de esta manera su integridad estructural y funcional. Las células de estructural y funcional. Las células de las plantas, de la mayoría de las algas, las plantas, de la mayoría de las algas, hongos y procariotas, están además hongos y procariotas, están además separadas del ambiente por una pared separadas del ambiente por una pared celular elaborada por las células celular elaborada por las células mismas. mismas.

Modelo “Mosaico Fluido”Modelo “Mosaico Fluido”Singer – Nicholson 1972

Es un modelo muy dinámico. Formada por una bicapa de lípidos muy móviles con proteínas integrales (PI) y periféricas (PP) distribuidas en forma discontinua.


Composición: La membrana celular, Composición: La membrana celular, como todas las membranas biológicas, como todas las membranas biológicas, consiste en una delgada capa de consiste en una delgada capa de fosfolípidos § y y proteínas §proteínas §; tiene ; tiene entre 7 y 9 nanómetros de grosor y no entre 7 y 9 nanómetros de grosor y no puede ser resuelta por el microscopio puede ser resuelta por el microscopio óptico. En cambio, con el microscopio óptico. En cambio, con el microscopio electrónico, puede verse como una electrónico, puede verse como una doble línea delgada y continua. doble línea delgada y continua.

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICA Lípidos:Lípidos:

Fosfolípidos (Esfingomielina, fosfatidilcolina, Fosfolípidos (Esfingomielina, fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina).fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina).

Colesterol (en cél. Animales)Colesterol (en cél. Animales)

Glucolípidos, oligosacáridos unidos a lípidos (en Glucolípidos, oligosacáridos unidos a lípidos (en cél. Animales).cél. Animales).

Proteínas:Proteínas:

Integrales, atraviesan total o parcialmente la Integrales, atraviesan total o parcialmente la bicapa de lípidos.bicapa de lípidos.

Periféricas, presentan superficie hidrofílica.Periféricas, presentan superficie hidrofílica.

Glucoproteínas, proteínas unidas a oligosacáridos.Glucoproteínas, proteínas unidas a oligosacáridos.

Carbohidratos:Carbohidratos:

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICAGeneralmente rodeadas por Generalmente rodeadas por un medio acuoso, lo que un medio acuoso, lo que hace que las moléculas de hace que las moléculas de fosfolípidos se dispongan fosfolípidos se dispongan formando una bicapa. De formando una bicapa. De acuerdo con el modelo del acuerdo con el modelo del mosaico fluido, las mosaico fluido, las membranas celulares, membranas celulares, estructuras fluidas y estructuras fluidas y dinámicas, se forman a dinámicas, se forman a partir de estas bicapas de partir de estas bicapas de fosfolípidos, en las cuales fosfolípidos, en las cuales están embutidas moléculas están embutidas moléculas de proteínas y de colesterol. de proteínas y de colesterol. Las moléculas de Las moléculas de lípidos §lípidos § y y proteínas pueden, en proteínas pueden, en general, desplazarse general, desplazarse lateralmente por la bicapa. lateralmente por la bicapa.

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICAESTRUCTURAESTRUCTURA

La disposición de los fosfolípidos en una bicapa en La disposición de los fosfolípidos en una bicapa en solución acuosa se debe a su particular estructura solución acuosa se debe a su particular estructura química. En el esquema, se indican los distintos química. En el esquema, se indican los distintos componentes de las membranas biológicas: componentes de las membranas biológicas: carbohidratos, colesterol, proteínas integrales y carbohidratos, colesterol, proteínas integrales y periféricas. En procariotas y algunos protistas, así como periféricas. En procariotas y algunos protistas, así como en plantas y hongos, no se encuentra colesterol. La en plantas y hongos, no se encuentra colesterol. La estructura básica de la membrana es una red de estructura básica de la membrana es una red de moléculas fosfolipídicas, en las que se encuentran moléculas fosfolipídicas, en las que se encuentran embutidas moléculas de colesterol y moléculas grandes embutidas moléculas de colesterol y moléculas grandes de proteína. Las moléculas de fosfolípido están de proteína. Las moléculas de fosfolípido están dispuestas en una bicapa, con sus colas hidrofóbicas dispuestas en una bicapa, con sus colas hidrofóbicas apuntando hacia el interior y sus cabezas hidrofílicas de apuntando hacia el interior y sus cabezas hidrofílicas de fosfato apuntando al exterior. Las moléculas de fosfato apuntando al exterior. Las moléculas de colesterol se encuentran insertas entre las colas colesterol se encuentran insertas entre las colas hidrofóbicas.hidrofóbicas.

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICA ESTRUCTURA:ESTRUCTURA:La porción de la superficie de una molécula de La porción de la superficie de una molécula de proteína que se encuentra dentro de la bicapa lipídica proteína que se encuentra dentro de la bicapa lipídica es hidrofóbica; es hidrofóbica; la porción de la superficie expuesta afuera de la la porción de la superficie expuesta afuera de la bicapa es hidrofilica. bicapa es hidrofilica. Se cree que poros con superficies hidrofílicas Se cree que poros con superficies hidrofílicas atraviesan algunas de las moléculas de proteína. atraviesan algunas de las moléculas de proteína. Entremezcladas con las moléculas de fosfolípidos de Entremezcladas con las moléculas de fosfolípidos de la capa externa de la bicapa se encuentran moléculas la capa externa de la bicapa se encuentran moléculas de glucolípidos. de glucolípidos. Las cadenas de carbohidratos unidas a los Las cadenas de carbohidratos unidas a los glucolípidos y a las proteínas que sobresalen de la glucolípidos y a las proteínas que sobresalen de la cara exterior de la membrana están implicadas en la cara exterior de la membrana están implicadas en la adhesión §adhesión § de las células entre sí y en el de las células entre sí y en el "reconocimiento" de moléculas en la superficie de la "reconocimiento" de moléculas en la superficie de la membrana.membrana.


La mayoría de las La mayoría de las proteínas integrales proteínas integrales presentan una de dos presentan una de dos configuraciones básicas: configuraciones básicas: una hélice alfa y una hélice alfa y una estructura globular una estructura globular terciaria, formada por terciaria, formada por segmentos repetidos de segmentos repetidos de hélice alfa que se hélice alfa que se disponen en zig-zag a disponen en zig-zag a través de la membrana.través de la membrana.


La otra configuración se encuentra en La otra configuración se encuentra en moléculas globulares grandes que poseen moléculas globulares grandes que poseen estructuras cuaternarias §estructuras cuaternarias § o terciarias o terciarias complejas.complejas.Aunque las superficies embutidas en contacto Aunque las superficies embutidas en contacto con la bicapa lipídica siempre son hidrofóbicas, con la bicapa lipídica siempre son hidrofóbicas, las porciones interiores de algunas proteínas las porciones interiores de algunas proteínas globulares son aparentemente hidrofílicas; esto globulares son aparentemente hidrofílicas; esto permite la existencia de "poros" a través de los permite la existencia de "poros" a través de los cuales ciertas sustancias polares pueden cruzar cuales ciertas sustancias polares pueden cruzar la membrana. la membrana.


FUNCIÓN:FUNCIÓN:Las membranas celulares de eucariotas y procariotas, Las membranas celulares de eucariotas y procariotas, así como las de las organelas de células eucarióticas, así como las de las organelas de células eucarióticas, tienen la misma estructura básica. Sin embargo, hay tienen la misma estructura básica. Sin embargo, hay diferencias en los tipos de lípidos y, particularmente, diferencias en los tipos de lípidos y, particularmente, en el número y tipo de proteínas y carbohidratos. en el número y tipo de proteínas y carbohidratos. Estas diferencias confieren a las membranas de Estas diferencias confieren a las membranas de diferentes tipos de células y de diferentes organelas diferentes tipos de células y de diferentes organelas propiedades únicas que pueden correlacionarse con propiedades únicas que pueden correlacionarse con diferencias en la función. La mayoría de las diferencias en la función. La mayoría de las membranas tiene aproximadamente 40% de lípidos y membranas tiene aproximadamente 40% de lípidos y 60% de proteínas, aunque existe una variación 60% de proteínas, aunque existe una variación considerable. considerable.


FUNCIÓN:FUNCIÓN:Las proteínas, extremadamente diversas en su Las proteínas, extremadamente diversas en su estructura, desempeñan una variedad de actividades estructura, desempeñan una variedad de actividades y son las responsables de la mayoría de las funciones y son las responsables de la mayoría de las funciones esenciales que cumplen las membranas biológicas. esenciales que cumplen las membranas biológicas. Algunas proteínas son Algunas proteínas son enzimasenzimas y regulan reacciones y regulan reacciones químicas particulares; otras son receptores, químicas particulares; otras son receptores, implicados en el reconocimiento y unión de implicados en el reconocimiento y unión de moléculas señalizadoras, tales como las moléculas señalizadoras, tales como las hormonashormonas; ; y aun otras son proteínas de transporte, que y aun otras son proteínas de transporte, que desempeñan papeles críticos en el movimiento de desempeñan papeles críticos en el movimiento de sustancias a través de la membrana. sustancias a través de la membrana.


Electro miografía de la superficie de un linfocito

Funciones de la Membrana Funciones de la Membrana PlasmáticaPlasmática

Transporte de material dentro y fuera de la Transporte de material dentro y fuera de la célula.célula.

Selectivamente permeable: solamente Selectivamente permeable: solamente ciertas sustancias pueden entrar en la ciertas sustancias pueden entrar en la célula.célula.

Dos tipos de transporte:Dos tipos de transporte:

1.1.Pasivo.- No requiere energíaPasivo.- No requiere energía

2.2.Activo.- Requiere energía (ATP)Activo.- Requiere energía (ATP)


Transporte pasivo.Transporte pasivo.Tres tiposTres tipos

1.1. DifusiónDifusión2.2. Difusión facilitadaDifusión facilitada3.3. ÓsmosisÓsmosis

El agua y los solutos se encuentran entre las El agua y los solutos se encuentran entre las principales sustancias que entran y salen de las principales sustancias que entran y salen de las células. La dirección en la cual se mueve el células. La dirección en la cual se mueve el agua está determinada por el potencial hídrico; agua está determinada por el potencial hídrico; el agua se mueve desde donde el potencial es el agua se mueve desde donde el potencial es mayor hacia donde es menor. El movimiento de mayor hacia donde es menor. El movimiento de agua ocurre por flujo global y por difusión. La agua ocurre por flujo global y por difusión. La ósmosis es la difusión del agua a través de una ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable.membrana semipermeable.

MEMBRANA BIOLÓGICAMEMBRANA BIOLÓGICALa difusiónLa difusión es el es el resultado del movimiento resultado del movimiento individual al azar de las individual al azar de las moléculas (o iones). Produce moléculas (o iones). Produce un movimiento neto de un movimiento neto de partículas desde la región partículas desde la región con mayor concentración a con mayor concentración a la región con menor la región con menor concentración. Este concentración. Este movimiento es a favor del movimiento es a favor del gradiente de concentración. gradiente de concentración. Obsérvese que las moléculas Obsérvese que las moléculas de colorante (en rojo) de colorante (en rojo) difunden hacia la derecha, difunden hacia la derecha, mientras que las de agua mientras que las de agua (en azul) difunden hacia la (en azul) difunden hacia la izquierda. El resultado final izquierda. El resultado final es una distribución uniforme es una distribución uniforme de ambos tipos de de ambos tipos de moléculas.moléculas.


Las proteínas canal y Las proteínas canal y muchas proteínas muchas proteínas "carrier" sólo pueden "carrier" sólo pueden trasladar sustancias a trasladar sustancias a través de la membrana través de la membrana en forma pasiva. Este en forma pasiva. Este pasaje mediado por pasaje mediado por proteínas se conoce como proteínas se conoce como difusión facilitadadifusión facilitada. La . La glucosa, por ejemplo, es glucosa, por ejemplo, es una molécula hidrofílica una molécula hidrofílica que entra en la mayoría que entra en la mayoría de las células por difusión de las células por difusión facilitada. facilitada.


La ósmosisLa ósmosis es la es la difusión del agua a difusión del agua a través de una través de una membrana membrana semipermeable.semipermeable.

De una De una concentración baja a concentración baja a una concentración una concentración altaalta


Tres términos usados para describir Tres términos usados para describir soluciones acuosas.soluciones acuosas.

1.1. HipertónicosHipertónicos2.2. HipotónicosHipotónicos3.3. IsotónicosIsotónicos

El agua siempre se mueve desde El agua siempre se mueve desde una solución hipotónica a una …una solución hipotónica a una …

12 membrana biolÓgica

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