Diapositiva 1

MEMBRANA CELULARJennifer SanjunMaite Luis MejaDaniel Luis MuozWilfrido OrtegaAnthony LpezJess De los ReyesQumica y FARMACIA1UNIVERSIDAD DEL ATLANTICOFACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIAFARMACIA I SEMESTRE GRUPO1-3EXPOSICION DE BIOLOGIA

Membrana CelularDanielli y DavsonRobertsonTransporte ActivoTransporte a travs de la membrana CelularTransporte de MasaTransporte PasivoComposicinEstructuraModelo del Mosaico FluidoFuncionesComportamientosmosisDifusin FacilitadaBomba NakBomba CaEndocitosisExocitosisDefinicinModelos Sobre la estructuraTransporte Celular2Que es la membrana celular ?Es la capa externa que limita la clula y separa alos componentes de la misma, del liquido extracelular y del medio externo, tanto de la clula animal como vegetal. Es de naturaleza elstica ypermeable. Estructura de la membrana celularLa estructura bsica de la membrana celulares corresponde a una bicapa:Los lpidos fundamentales de las membranas biolgicas son fosfolipidos de distinta clases y colesterol.

Los fosfolipidos son los lpidos mas abundantes de la membranas celularesLos fosfolipidos que predomina en las membranas biolgicas es la fosfatidilcolina,fosfatidiletanolamina,fosfatidilcerina,esfingomielina y el fosfatodilinositol.La membrana interna de la mitocondria contiene un fosfolipido doble llamado difosfadilglicerol o cardiolipina.

Las protenas de la membrana s celulares se clasifican en integrales y perifricasLas membranas celulares contienen importantes cantidades de proteinas, por lo general los lipidos y los lipidos son equivalentes, aunque varia en diferentes tipos de membrana.Las protenas perifricas se hallan en ambas caras de la membrana, ligadas a las cabezas de los fosfolipidos y las protenas integrales se hallan empotradas en las membranas, entre los lpidos de la bicapa.

Las membranas celulares responde al modelo llamado mosaico fluidoLas protenas pueden girar en torno de sus propios ejes y desplazarse lateralmente en el plano de la bicapa.se les ha comparado con icebergs que flotan en la bicapa lipidia a esta propiedad dinmica de las membranas biolgicas se les da el nombre de mosaico fluido.Los hidratos de carbono de las membranas celulares forman parte de glicolipidos y de glicoproteinaslas membranas celulares las membranas celulares contienen entre dos y un 10% de hidratos de carbono.Estos se hallan unidos covalentemente a los lpidos y a las protenas de las membranas es decir bajo la forma de glicolipidos y glicoprotenas .Los glicolipidos se clasifican en cerebrosidos y gangliosidosLos glicoprotenas contienen oligosacaridos o polisacridos.Los polisacridos ligadas a protenas son glicosaminoglicanos y se forma glicoprotenas llamada proteoglicanos.

Los hidratos de carbono cumples funciones relevantes en las membranas celulares.Los hidratos de carbono de los glicolipidos y la glicoprotenas que se localizan en la superficie no citosolica de la membrana de los organoides que integran el sistema de endomembranas cumple distintas funciones.Protegen las encimas hidroliticas presente en el interior del organoide.Los hidratos de carbono de los glicolipidos y las glicoprotenas que se localiza en la parte externa de la membrana plasmtica forman una cubierta llamada glicocalizModelos de la membrana celular

CHARLES ERNEST OVENTON 1895

CAPA LIMITANTE EXTERNASustancia liposoluble fcil penetracin a la clulaResistencia ala corriente electicaMembrana formada por lpidos

E.GORTER Y F.GRENDEL 1957FOTO

BICAPA SENCILLAExtrajeron los lpidos eritrocitosOcuparon una superficie dos veces mayorBicapa lipdica Mono molecularesGrupos polares- fase acuosa

HUGH DARSON Y JAMES FEDERIC DANIELLI 1935

Modelo de Davson y DanielliBICAPA DE LIPIDOS RECUBIERTOS DE PROTEINASEmparedadoCentro-FOSFOLIPIDOS-rodeados de proteinasporos

JAMMES DAVID ROBERTSON 1959

UNIDAD DE MEMBRANALas membranas son igualesTriple lamina Electro densa y Electro lucida

SEYMOUR JONATHAN SINGER&GARTH NICOLSON 1972

MOSAICO FLUIDODos capasConfiguracin estableProtenas Globulares-Bicapa lipdicaAfipaticas-apolares enredadas

Superficie hidrofilica-cargados de aminocidosHidrofobica-es importante puesto que evita que las protenas integrales avandonen la Bicapa

1.-Bicapa de fosfolpidos)2.-Lado externo de la membrana3.-Lado interno de la membrana4.-Protena intrnseca de la membrana5.-Protena canal inico de la membrana6.-Glicoprotena7.- Molculas de fosfolpidos organizadas en bicapa8.-Molculas de colesterol9.-Cadenas de carbohidratos10.-Glicolpidos11.-Regin polar (hidrofilica) de la molcula de fosfolpido12.-Regin hidrofbica de la molcula de fosfolpido

Membrana celular:Funciones y comportamientosQumica y Farmacia24

Funciones de la membranas celularesQumica y Farmacia25

Las membranas celulares cumplen funciones complejas.Barreras permeables selectivas que controlan el pasaje de iones y de molculas pequeas, solutos.Sirven como sitio estable para la actividad enzimtica.Movimiento de partculas por el citoplasma a travs de vesculas.Qumica y Farmacia26

Regula la fusin de la membrana con otra membrana por medio de unidades especializadas.Participa en los procesos de endocitosis y exocitosis.En ella existen molculas mediante las cuales las clulas se reconocen y se adhieren entre si y con componentes de la matriz extracelular.Posee receptores que interactan especficamente con molculas del exterior, neuronas, neurotransmisores, etc.Qumica y Farmacia27

Comportamientos de la membrana celularQumica y Farmacia28

PermeabilidadQumica y Farmacia29Hace referencia a la facilidad que tienen las molculas para atravesar la membrana.Depende de la carga elctrica y la masa molar de la molcula Molculas pequeas y con carga elctrica neutra pasan con mayor facilidad que elementos cargados elctricamente y molculas grandes.

La membrana es selectivaQumica y Farmacia30SEMIPERMEABILIDAD Se debe al ambiente hidrfobo interno de la membrana creado por las cadenas de cidos grasos de los lpidos difcil de cruzar por las molculas con carga elctrica netas.La permeabilidad de la membrana es menor para aquellas molculas con cargas globalmente neutras. La Semipermeabilidad permite el fenmeno de smosis.Qumica y Farmacia31

Solubilidad de los lpidosTamaoCargaDe algunas protenas:CanalesTransportadoras

Factores que afectan la permeabilidadQumica y Farmacia32

AntigenicidadQumica y Farmacia33

COMUNICACIN CELULARLas clulas tambin conversanQumica y Farmacia34

Las clulas tienen distintas formas de comunicacin, entre ellas:1. Intercambio directo entre los citoplasmas de clulas adyacentes.Uniones comunicantesQumica y Farmacia35

2. Interaccin entre protenas de membranas adyacentes.

3. Sntesis y liberacin de mensajeros qumicos o seales extracelulares (ligandos).Qumica y Farmacia36

Tipos de sealizacin extracelularSeal endocrinaSegn la distancia entre las clulasSeal paracrinaSeal autocrina

Qumica y Farmacia3737

3. Seal autocrina: factores de crecimiento.1. Seal endocrina: hormonas (torrente sanguneo).

2. Seal paracrina: neurotransmisores.

Qumica y Farmacia38

Quin capta la seal enviada?ReceptoresProtenas con un sitio de unin exclusivo para la molcula sealQumica y Farmacia39Se clasifican segn su ubicacin en:Receptores intracelularesReceptores de superficie celular

Protenas ubicadas en el citoplasma o ncleo. Se unen a molculas seal liposolubles

Protenas transmembrana. Fijan molculas seal hidrosolubles, como las hormonas, factores de crecimiento y neurotransmisores.Qumica y Farmacia40

Transduccin de sealesLas clulas son capaces de responder a los estmulos externos. Estos estmulos se transmiten mediante molculas de sealizacin producidas por una molcula sealizadora. Y son recogidos por receptores especficos en la clula diana, la cual convierte la seal extracelular en una intercelular mediante los sistemas de transduccin de seales.

Cambios en la concentracin de ciertas molculas citoplasmticas llamadas segundos mensajeros.

Qumica y Farmacia41

Los segundos mensajeros actan como seales intracelulares que pueden activar o inhibir enzimas y protenas que participan en las reacciones involucradas en la respuesta de la clula blanco.AMPcclico, GMPcclico, in calcio Ca++, diacilglicerol (DAG) y trifosfato de inositol IP3.Qumica y Farmacia42Podemos distinguir tres grupos de receptores en la superficie celular:Receptores asociados a un canal inicoProtenas transmembrana con forma de canal que permiten paso de iones a travs de ellas.

Qumica y Farmacia43Receptores asociados a protenas GProtenas transmembrana, su regin intracelular permite interaccin con una protena GEsta, sufre un cambio conformacional que la activaA su vez, activa la accin de enzimas implicadas en la generacin de segundos mensajeros

Qumica y Farmacia44

Qumica y Farmacia45

CONDUCCIN DE IMPULSOPotencial de accinQumica y Farmacia46Potencial de accinImpulso elctricoes unaondadedescarga elctricaque viaja a lo largo de lamembrana celularPueden generarse por diversos tipos de clulas corporales, pero las ms activas en su uso son las clulas delsistema nervioso.Qumica y Farmacia47Paso de iones de K+En la membrana del axn existen canales inicos que se pueden abrir o cerrar permitiendo el paso de iones elctricamente cargadosPaso de iones de Na ++ Al abrirse los canales, los iones pasan formando gradientes qumicos opuestos, al interior y exterior de la clulaQumica y Farmacia48

Un potencial de accin es un cambio muy rpido en la polaridad de la membrana de negativo a positivo y vuelta a negativoQumica y Farmacia49

Cuando un potencial de accin se inicia en el cuerpo celular, los canales que se abren en primer lugar son los canales de Na+. Unpulso de sodio entra directamente en la clula y en cuestin demilisegundos se establece un nuevo equilibrio. Se transforma de un potencial negativo dentro de la membrana a uno positivo. Este cambio de potencial hace que los canales de K+ se abran, iniciando un pulso de iones de K+ hacia el exterior de laclula, casi tan rpido como el flujo de iones de Na+, lo que hace que el potencial dentro de la clula vuelva nuevamente a su valor negativo original. De todas formas, a largo plazo el equilibrio inico dentro de la clula se mantiene gracias al trabajo de las bombas inicas, que se encargan de eliminar el exceso de sodio. Qumica y Farmacia50smosis en una clula vegetal TRANSPORTE EN MASAFagocitosisTRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA CELULARTRANSPORTE ACTIVOTRANSPORTE PASIVO O DIFUSIONDifusin simple Filtracin O Dilisis Difusin facilitada smosisExocitosisEndocitosisTRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO: BOMBA DE SODIO Y POTASIO TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO O COTRANSPORTEBOMBA DE CALCIO smosis en una clula animal PinocitosisDefinicinEs el intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a travs de la membrana plasmtica o el movimiento de molculas dentro de la clula.

El transporte es una actividad fundamental dentro del metabolismo de la clula Transporte a Travs de la MembranaDifusin FacilitadaBomba Sodio- PotasioCotransporteDifusin Simple Transporte PasivoEs importante para esta expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del lquido extracelular

Transporte ActivoTransporte en MasaTransporte PasivoEs el intercambio simple de molculas a travs de la membrana plasmtica, durante en la cual la clula no gasta energa, debido a que va a favor del gradiente de concentracin o a favor del gradiente de carga elctrica. El proceso celular pasivo se realiza por difusin. En s, es el cambio de un medio de mayor concentracin a otro de menor concentracinDifusin SimpleEn general solo las molculas pequeas y no polares pueden atravesar sin ayuda la bicapa fosfolpida.

Las molculas se mueven al azar, tienden a difundir a travs de la membrana desde zonas de alta concentracin hacia zonas de baja concentracin.

En equilibrio , igual numero de molculas atraviesan la membrana en uno y otro sentidoCiertas protenas de membrana forman canales que permiten a las molculas polares o con carga atravesar la membrana

En este ejemplo la difusin facilitada un canal permite el paso de determinados iones.

La apertura y cierre de estos canales estn controlados por una gran cantidad de mecanismosDifusin Facilitada: Protenas de canalDifusin Facilitada: Protenas TransportadorasCiertas protenas actan como transportadores que se unen a una molcula en un lado de la membrana, cambian de forma y a continuacin depositan a la molcula de la membrana .

Un ejemplo es una protena transportadora de glucosa , desplaza la glucosa a favor de su gradiente de concentracin Representacin Grafica del Proceso de Difusin Facilitada

OSMOSISLa smosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual slo las molculas de agua son transportadas a travs de la membrana.

Tipos de osmosis

Representacin Grafica del Proceso de Osmosis, es un tipo especial de transporte pasivo, solo permite el paso de agua.CotransporteBomba Sodio- PotasioTransporte ActivoMecanismo que permite a la clula transportar sustancias disueltas a travs de su membrana desde regiones de menor concentracin a otras de mayor concentracin (Gasto energtico).

Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio

Tiene como funcin expulsar iones Na + al espacio extracelular e introducir iones K+ en el citosol. Dado que transfiere solutos diferentes en sentidos contrarios, se trata de un sistema de contratransporte. Transporte activoBomba de Sodio y PotasioEncargada de transportar los iones potasio que logran entrar a las clulas hacia el interior de stas, dando una carga interior negativa y al mismo tiempo bombea iones sodio desde el interior hacia el exterior de la clula (axoplasma), sin embargo el nmero de iones Na + (con carga positiva) no sobrepasa al de iones con carga negativa dando por resultado una carga interna negativa.Estructura proteica

Funcionamiento

Unin de tres Na+a sus sitios activos.Fosforilacin de la cara citoplasmtica de la bomba que induce a un cambio de conformacin en la protena.El cambio de conformacin hace que el Na+sea liberado al exterior.Una vez liberado el Na+, se unen dos iones de K+a sus respectivos sitios de unin de la cara extracelular de las protenas.La protena se desfosforila producindose un cambio conformacional de sta, lo que produce una transferencia de los iones de K+ al citosol.FuncionesLa bomba de sodio-potasio es crucial e imprescindible para que exista la vida animal; se encuentra en todas las membranas celulares de los animales, en mayor medida en clulas excitables como las clulas nerviosas y clulas musculares donde la bomba puede llegar a acaparar los dos tercios del total de la energa en forma de ATP de la clula.Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen celular.Absorcin y reabsorcin de molculas.Potencial elctrico de membrana.Mantenimiento de los gradientes de sodio y potasio (Impulsos nerviosos)

CotransporteEs el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales como los aminocidos y la glucosa, cuya energa requerida para el transporte deriva del gradiente de concentracin de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).

BOMBA

CALCIO LOGOIntercambiador Calcio- Sodio Su funcin consiste en transportar calcio inico (Ca2+) hacia el exterior de la clula empleando para ello el gradiente de sodio; su finalidad es mantener la baja concentracin de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio externoOtro mecanismo de transporte activo primario es la Bomba de CaExtracelularIntracelularSe encarga de mantener los niveles intracelulares de calcio a un nivel bajo. En algunas clulas, como los eritrocitos, est localizada en la membrana celular y su funcin es transportar Ca++fuera de la clula. Sin embargo, en las clulas musculares, la bomba Ca++ se encuentra en la membrana delretculo sarcoplsmico.

La salida del Ca++del retculo sarcoplsmico al citosol muscular origina la contraccin de la clula y se requiere una rpida eliminacin de este calcio para que la clula se relaje.

La bomba Ca++-ATPasa funciona de una forma muy parecida a la bomba Na+K+-ATPasa: dos iones de Ca++son transportados fuera del citosol por cada molcula de ATP hidrolizado. La actividad de esta bomba est regulada de tal forma que si la concentracin de Ca++aumenta, la velocidad de bombeo aumenta hasta que la concentracin citoslica se reduce a 0.1mmolar.

COMO FUNCIONA?Entran 3 de NaSalen 2 de Ca3x2DATO CURIOSOLA CALMODULINA ES LA PROTEINA ENCARGADA DE REGULAR LA CONCENTRACION DE CALCIO EN EL INTERIOR DE LA CELULAPinocitocisFagocitosisEndocitosis por medio De un receptorEndocitosisExocitosisTransporte en MasaLas macromolculas o partculas grandes se introducen o expulsan de la clula por dos mecanismos77EndocitosisPinocitocis: consiste en la ingestin de lquidos y solutos mediante pequeas vesculas.Fagocitosis: consiste en la ingestin de grandes partculas que se engloban en grandes vesculas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.ExocitosisEs la expulsin de sustancias como la insulina a travs de la fusin de vesculas con la membrana celular. Proceso de Endocitosis

T.Pasivo VS T.ActivoLa diferencia radica en que el transporte pasivo no implica un gasto de energa para la clula. Se realiza siempre a favor de un gradiente, es decir de mayor a menor concentracin de solutos. En cambio, el transporte activo requiere energa que proviene de la molcula de ATP.