transpote membrana

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La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos medios acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular

Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable.

La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas

•La permeabilidad de membrana es indispensable para el funcionamiento celular.

•Mantener condiciones fisiológicas intracelulares.

•Determinara que sustancias entran a la célula, el paso de agua ,iones , metabolitos de desecho, mantención del equilibrio osmótico.

Los procesos de paso a través de membrana dependerán del tamaño y la naturaleza de la sustancia a difundir por la M.P.

Es en las membranas plasmáticas que ocurre un “pasaje” de iones ,aa , monosacáridos y aun moléculas hidrofilicas superiores.A pesar de sus dispares características todas pueden “pasar” lo que se debe en general a proteínas transportadoras.

•En gral son proteínas de paso múltiple•Altamente especificas.

Según tamaño de la sustancia a difundir

TRANSPORTE DE PEQUEÑAS MOLÉCULAS.

TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR

BOMBA DE SODIO-POTASIO

DIFUSIÓN FACILITADA

DIFUSIÓN SIMPLE

TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO

TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO

A favor de gradiente En contra de gradiente (de concentración, eléctrico o electroquímico)

Sin consumo de energía Con consumo de energía

Puede ser por difusión simple o por difusión facilitada

Se realiza por medio de proteínas especializadas denominadas «bombas» (ejemplo «bomba de Na-K»)

Difusión se define como el movimiento de moléculas de una zona de mayor concentración a una menor concentración.

a) Difusión simple: aquella donde ocurre espontáneamente sin uso energético

DIFUSION SIMPLE

El transporte pasivo se realiza a favor de gradiente, sin consumo de energía.

Difusión a través de la bicapa Difusión a través de proteínas canal

Mediante este mecanismo atraviesan moléculas lipídicas (hormonas esteroides), sustancias apolares (O2, N2) y débilmente polares (H2O, CO2, etanol, urea,...) sin carga

eléctrica.

Mediante este mecanismo atraviesan sustancias con carga eléctrica

(pequeños iones: Na+, K+. Cl-)

Difusión a través de proteínas canal

Canales iónicos

Canales regulados mecánicamente

Canal regulado por ligando

Canales iónicos

•Formados por poros o conductos hidrofilicos que recorren el espesor de la M.P.•Permiten el pasaje pasivo de iones a través de la M.P.

Canales regulados por ligandos

Canal-Receptor, que al unirse a su ligando especifico cambia su conformación ,lo que determina su apertura.

Canal regulado mecánicamente

Se abre por estiramiento de membrana

Proteína transportadora permeasas o “carrier” Cambio conformacional

DIFUSION FACILITADA

•Se transportan moléculas polares (glucosa, sacarosa, nucleótidos, aminoácidos,…).

•Posee una velocidad menor que los canales.

• Ocurre a favor de gradiente.

• La difusión facilitada es específica y saturable: mediada por proteínas transportadoras.

• Implica un cambio conformaciones en la proteína..

• CARACTERÍSTICAS DE LAS PERMEASAS:

• SON TRANSMEMBRANALES.

• SON ESPECÍFICAS

• AL UNIRSE A LA MOLÉCULA QUE VAN A TRASMPORTAR SUFREN UN CAMBIO DE FORMA

• ES SATURABLE. EXISTE UNA VELOCIDAD MÁXIMA DE TRANSPORTE.

Cotransporte: Transporte de dos iones o moléculas al mismo tiempo. Uno a favor de gradiente y otro en contra

Contratransporte: movimiento de moléculas o iones en diferentes sentidos

Una diferencia fisiológica entre la difusión simple y la facilitada es la cinética de la rx.

La velocidad de pasaje es directamente proporcional a la diferencia de concentraciones ambos lados de la membrana.

Difusión simple

Difusión facilitada

La velocidad de transporte aumenta rápidamente con la diferencia de concentración ,con una vel máxima cuando todas las proteínas transportadoras están ocupadas, el sistema esta saturado

•Transporte de sustancias de gran tamaño.

•Requiere gasto energético por parte de la célula

Características:

1.especificas y saturables

2. En contra de un gradiente de concentración

3. Termodinámicamente negativo (consumo de energía)

4. ATasas de transporte (cotransporte y contratransporte)

Bomba sodio-potasio (Na+-K+)

Es aquella que transporta calcio al espacio extracelular y sodio al interior del citosol

Transporte activo:

Transporte activo

Primario

Secundario

Cuando el pasaje de iones o moléculas debe realizarse contra una gradiente electroquímica o de concentración ,se requiere el uso de energía y por lo tanto se habla de transporte activo

Transporte activo primario

•Las permeasas utilizan ATP directamente como fuente de energia.•Se llaman bombas o ATPasas.•Familias de cadenas polipeptidicas asociadas •Fin común es transportar o cotransportar un determinado ion en contra de una gradiente electroquímica con el uso de ATP

Bomba de protones Bomba de Ca

Bomba Na-K

1. Se unen los iones de sodio desde el interior del citosol

2. Hidrolización de ATP y fosforilación de la proteína

3. La energía permite la translocación de los iones al espacio extracelular

4. Se unen iones de potasio que están en el espacio extracelular

5. La desfosforilación de la proteína la vuelve a la forma original

6. Iones ingresan. Se repite el ciclo

Transporte activo secundario

•Aquí se utiliza la energia potencial contenida en la gradiente favorable de la sustancia cotransportada.

El transporte activo se realiza en contra de gradiente, con consumo de energía en forma de ATP. Un ejemplo lo constituye la «bomba de Sodio-Potasio».

CITOPLASMA

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+[Na+] alta

[K+] baja

[Na+] baja[K+] alta

ATP

ADP

P P

PP

K+

K+

K+

K+

K+

K+

El Na+ citoplasmático seune a la bomba Na-K.

La unión del Na+ estimulala fosforilación de la bomba, porhidrólisis de una molécula de ATP.

La fosforilación causa que laproteína cambie su configuración,y expulse Na+ al exterior.

El K+ extracelular se une a labomba, provocando la liberacióndel grupo fosfato.

La pérdida del grupo fosfatorestaura la proteína a suconformación inicial.

El K+ es liberado y los sitiosdel Na+ son receptivos de nuevo;el ciclo se repite.

CITOPLASMA

TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO

DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVES DE LA BICAPA LIPÍDICA

DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVES DE PROTEÍNAS CANAL

DIFUSIÓN FACILITADA A TRAVES DE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS O «CARRIERS»

ATP

SUSTANCIAS SOLUBLES SIN CARGA

SUSTANCIAS CON CARGA (IONES)

SUSTANCIAS POLARES

•Las macromoléculas no atraviesan las membranas , sino por un proceso de deformación y fusión de membranas se produce el llamado “TRANSPORTE de MASA”

•Procesos activos, es decir que requieren ATP

Transporte de moléculas de elevado P.M.

Endocitosis y exocitosis: transporte masivo

Endocitosis

Exocitosis

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

Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores

1.- Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis

•Se origina un desprendimiento de M.P. para luego internalizarla.

•Existen dos mecanismos morfológicos y funcionalmente distintos

Pinocitosis Fagocitosis

PinocitosisPinocitosis

•Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.

PINOCITOSIS

Clatrina

Plasmamembrane

Pinocytosisvesicles forming(arrows) in a celllining a smallblood vessel(TEM).

0.5 µm

Vesicle

PINOCYTOSIS

FAGOCITOSIS

Clatrina

Fagosoma revestido de clatrina

•Proceso en el cual la celula extiende prolongaciones para incorporar el material extracelular destinado a ser destruido por los lisosomas.

•Se distinguen 2 fenómenos• Adhesión o adsorción de la molécula externa en la membrana y la penetración propiamente tal.

CYTOPLASM

“Food” orother particle

EXTRACELLULARFLUID

Bacterium

Food vacuole

An amoeba engulfing a bacterium viaphagocytosis (TEM)

Pseudopodiumof amoeba

1 µm

Food vacuole

PHAGOCYTOSIS

Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.

Endocitosis mediada por un receptor.

• Es un mecanismo por el que sólo entra la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana

• Sólo se produce la endocitosis para una sustancia (ligando) si en la membrana existe el correspondiente receptor de membrana.

Una vez formado el complejo ligando-receptor, se forma la correspondiente vesícula endocítica revestida

Receptor

RECEPTOR-MEDIATED ENDOCYTOSIS

Ligand

Coatedvesicle

Coat protein

Coat protein

Plasmamembrane

0.25 µm

A coated pitand a coatedvesicle formedduringreceptor-mediatedendocytosis(TEMs).

•Es el proceso mediante el cual se vierten al exterior macromoléculas intracelulares encerradas en vesículas.

• Estas macromoléculas pueden ser liberadas de forma continua, como ocurre en las glándulas de secreción externa, mientras que otras han de esperar una señal mediada por un mensajero químico (hormona) que, al unirse a los receptores de superficie, aumenta los niveles de Ca+ y provoca la exocitosis, como sucede en el sistema nervioso

. La exocitosis