membranas celulares
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Membranas celulares. Funciones de las membranas celulares. Paso de sustancias. Mensajeros químicos. Receptores. Membrana celular: estructura y composición. Transporte a través de la membrana. Transporte pasivo. 3.1. Difusión simple. 3.2. Difusión facilitada. 4. Transporte activo. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Membranas celulares
1. Membrana celular: estructura y composición.
2. Transporte a través de la membrana.
3. Transporte pasivo.
3.1. Difusión simple.
3.2. Difusión facilitada.
4. Transporte activo.
5. Endocitosis y exocitosis.
6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores.
Funciones de las membranas celulares. Paso de sustancias. Mensajeros químicos.
Receptores
Membrana celular• Funciona como una barrera semipermeable, permitiendo la
entrada y salida de moléculas a la célula.• La membrana está formada por lípidos, proteínas y
carbohidratos.• Los lípidos forman una doble capa cuya conformación
conocemos como el Modelo Mosaico Fluído. • La molécula más común del modelo es el fosfolipido, que tiene
una cabeza (hidrofílica) polar y dos colas(hidrofóbicas) no polares.
1. Membrana plasmática
• Barrera física entre el LIC y el LEC• Otras funciones: transporte, comunicación, reconocimiento, adhesión
Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas
1. Membrana plasmática
COLESTEROL
1. Membrana plasmática
• El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable)• Disminuye la permeabilidad de la MP al agua
La mayoría de las membranas celulares constituyen un “mosaico fluido” de fosfolípidos y proteínas.
1. Membrana plasmática
• Las características funcionales de la MP dependen de las proteínas que contiene.
• Muchas proteínas de membrana son glucoproteínas.
• Tipos (por la forma en la que están dispuestas en la MP):
- Periféricas: incluidas de manera parcial en una de las superficies de la membrana, unidas covalentemente a lípidos o asociadas a ellos mediante un dominio hidrofóbico.
- Integrales: abarcan todo el espesor de la membrana. Son anfipáticas.
1. Membrana plasmática
Segmento hidrófoboBarriles formados por diferente número de
cadenas que configuran un canal o
poroGlicosilación de
proteínas y formación depuentes disulfuro
entre cisteínas
1. Membrana plasmática
Ejemplos de estructuras de proteínas de membrana
Osmosis• Difusión de agua a través de una membrana que
permite el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría de solutos.
• La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
• Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del número de partículas).
• No depende de la masa ni la carga de las
moléculas.
Movimiento de moléculas y el medio ambiente:
• Soluto: Molécula que se disuelve en una solución
• Solvente: Sustancia capaz de disolver las moléculas de soluto (generalmente agua)
• Medio hipertónico: Mayor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro.
• Medio hipotónico: Menor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro.
• Medio isotónico: igual cantidad de moléculas de soluto fuera y dentro de la célula
Osmosis y membrana celular
Comportamiento de la célula animal y la vegetal:
CELULA ANIMAL• Crenación: ocurre cuando la
célula está expuesta a un ambiente hipertónico y se arruga al perder agua.
• Lisis: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipotónico y explota al llenarse de agua
CELULA VEGETAL• Plasmolisis: ocurre cuando la
célula está expuesta a un ambiente hipertónico y pierde agua. Se observan areas blancas.
• Turgencia: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipotónico y esta comienza a llenarse de agua, pero no explota porque la pared celular la protege.
Elodea (hipotónica)
Elodea (hipertónica)
Medio isotónicoElodea Eritrocitos
2. Transporte a través de la membrana.
• La MP tiene una permeabilidad selectiva.
• A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad, ↑difusión a través de la bicapa.
• Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría).
• Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la
bicapa: proteínas transportadoras de membrana
2. Transporte a través de la membrana.
TRANSPORTE ACTIVO
TRANSPORTE PASIVO
DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA
Tipos de transporte:
• T Pasivo: No necesita energía (ATP).
• La difusión simple ocurre a través de la bicapa (inespecífico) o por poros (específico).
• Ocurre a favor de gradiente.
• La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de:
- La diferencia de concentración a través de la membrana
- La permeabilidad de la membrana a la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia)
- La Tª: determina la energía cinética de las moléculas
- La superficie de la membrana
• Ej.: O2 y CO2, EtOH, NH3, fármacos liposolubles
3. Transporte pasivo: difusión simple.
• Agua: aquaporinas (permiten el paso por ósmosis).
• Iones (Na+, K+). La apertura del canal está regulada por:
- Ligando, su unión a una
determinada región del canal provoca la transformación estructural que induce la apertura.
- Voltaje (tema siguiente).
3. Transporte pasivo: difusión simple.
Difusión simple a través de canales:
3. Transporte pasivo: difusión facilitada.
• T Pasivo: No necesita energía.• Ocurre a favor de gradiente.• La difusión facilitada es específica y
saturable: mediada por proteínas transportadoras.
• Implica un cambio conformacional en la proteína.
• Ejemplos: glucosa, algunos aminoácidos…
4. Transporte activo
• Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa).
• Es contra gradiente (“contracorriente”).• Mantiene las diferencias de concentración
entre el LEC y el LIC (p.e. K+, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso
• Tipos:
- TA primario: la energia procede directamente del ATP…
- TA secundario o acoplado: la energía procede del gradiente generado por el TA primario.
4. Transporte activo primario
Bomba de Ca+2 Bomba de Na+/K+
Mantiene ↓[Ca+2]LIC
Mantiene ↓[Na+]LIC
↑[K+]LIC
LEC
LIC
• Transporte de iones: Na+, K+, Ca+2, H+, Cl-…
• Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas
4. Transporte activo primario
- Proporciona energía para el transporte 2º de otras moléculas.
- Las células nerviosas y musculares utilizan el gradiente K+/Na+ para producir impulsos eléctricos.
- La salida activa de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular.
Funciones de la bomba de Na+/K+ :
4. Transporte activo secundario
• La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente.
- Simporte: la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+
- Antiporte: en dirección opuesta
• Ejemplos: transporte acoplado al Na+ de glucosa y AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H+ y Ca+2
4. Transporte activo secundario
4. Transporte activo secundario
5. Endocitosis y exocitosis: transporte masivo
Endocitosis
Exocitosis
• Transporte de moléculas grandes• Ingestión de partículas y microorganismos (fagocitosis)
Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores
6. Comunicación intercelular
Tipos de comunicación intercelular
• La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células.
Miocitos Neuronas Inflamación HormonasPor ejemplo…
Coagulación
6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores
Receptores: proteínas o
glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en la membrana de las organelas o en el citosol celular, a las que se unen específicamente
moléculas señalizadoras (ligandos o
mensajeros):• Hormonas• Neurotransmisores• Citoquinas• Factores de crecimiento• Moléculas de adhesión• Componentes de la matriz
extracelular
Receptor = cerraduraLigando = llave
Receptores de membrana
• Receptores con actividad tirosina quinasa
• Receptores acoplados a proteína G- Sistema adenilato ciclasa-AMPc- Sistema fosfolípidos de membrana- Sistema del calcio
• Los mensajeros hidrosolubles (p.e., hormonas) interaccionan con receptores de la superficie de las células diana.
• El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS. TIPOS:
6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores