MEMBRANA CELULAR membrana plasmtica a Estructura b Funcin
MEMBRANA CELULAR (membrana plasmática) a. Estructura b. Función c. Mecanismos de transporte Dra. Judith de Rodas Biología Celular y Molecular Salón 221, año 2020
EXAMEN CORTO INSTRUCCIONES: las preguntas son de completación, en los espacios en blanco escriba la o latransporte transcelular s palabras que faltan. 1. La membrana plasmática posee ___ capas de _____cuyas cabezas están en contacto con ___________y los ácidos grasos en contacto con _________. 2. Por la variedad de proteínas que posee, la membrana es comparada con_______ por su consistencia_______. 3. Proteínas periféricas se localizan en____
4. Una característica de los lípidos y proteínas de la membrana es ______ porque interactúan con sustancias _____e______ 5. La asimetría de la membrana se debe a _____________y la fluidez a_____ 6. La difusión lateral de las moléculas de la membrana consiste en___________ mientras que el movimiento transmembrana ___________________
9. Que mecanismos son propios del transporte activo secundario ____________ que energía utiliza para el movimiento de las sustancias? ______________ ___. 10. En que consiste la endo y exocitosis: ______________qué energía utiliza __________________ Cual es la diferencia con la endocitosis mediada por
MEMBRAMA CELULAR
La célula eucariota, además de la membrana citoplasmática, tiene otras que separan compartimientos internos, en los que ocurren intercambios entre el orgánulo y el entorno. La envoltura nuclear rodea a los ácidos nucleicos y al nucleolo y separa el protoplasma en 2 porciones: el núcleo y el citosplasma (compartimientos). El resto de orgánulos rodeados por membrana, también forman compartimientos.
Membrana celular o Citoplasmática: es una barrera flexible y resistente que rodea el citoplasma de todas las células. Mosaico fluido: Un mar de lípidos moviéndose constantemente, que contiene un mosaico de proteínas (Singer y Nicholson). Algunas proteínas flotan en los lípidos y otras están fijas en sitios específicos. Región hidrofílica Región hidrofóbica Región hidrofílica Cabezas polares
Estructura de la membrana Cabezas polares Colas hidrofóbicas solo carbono e hidrógeno Ø 2 monocapas de fosfolipidos de 4 variedades Ø Colesrerol (fitosterol en plantas). Ø Proteínas integrales: ocupan el grosor de la membrana (canales). Ø Proteínas periféricas: se localizan en 2 monocapas distinta variedad. Colesterol Ø Glucolìpidos y glucoproteinas, ancladas a lípidos
Ø Principales componentes de la membrana plasmática: Ø Los lípidos: fosfolípidos forman la estructura básica de la membrana y colesterol, Ø Las proteínas: Integrales dentro de las mono- capas y las periféricas unidas a los fosfolípidos de las monocapas, Ø Carbohidratos: oligosacaridos localizados en la superficie exterior de la célula y forman junto con las proteínas un mecanismo para identificar moléculas, parte importante de nuestro sistema inmunitario porque permiten identificar lo que es bueno para la célula y lo que no.
Variedad de moléculas del mosaico fluido de la membrana FOSFOLIPIDOS PROTEINAS CARBOHIDRATOS Fosfatidil colina Integrales: ocupan las 2 ponocapas (bitópicas) Oligosacáridos: reconocen entre lo propio y extraño Fosfatidil etanolamina Pericas (ocupan la monocapa extra e intracelular , situadas en la superficie. Fosfatidil inositol Ancladas a lípidos: glicoproteínas receptoras de señales Fosfatidil serina Colesterol Glucolípidos: Determinante de la permeabilidad
IMPORTANCIA DEL COLESTEROL v. Presente únicamente en animales, procariotas y hongos v. Los anillos rígidos interactúan con las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos, inmovilizándolas parcialmente, lo cual aumenta la rigidez de la membrana v. En células eucariotas impide el congelamiento (cierra las membranas) Lípidos y proteínas se desplazan libremente en todas las direcciones, en el plano de la membrana “mosaico fluido” a esta propiedad también se la conoce como difusión lateral
FLIP-FLOP: saltan de una otra monoca, requiere gran gasto de energía. Movilidad de los fosfolípidos DIFUSIÓN LATERAL: cambio de lugar entre fosfolípidos vecinos, dentro de la misma monocapa. Igual ocurre con las proteínas (libre desplazamiento). ROTACIÓN: giran sobre su eje longitudinal con rapidez. FLEXflexión de las cadenas carbonadas de los IÓN: ácidos grasos Similares movimientos hacen las proteínas Excepto flexion
Permeabilidad: De las 2 monocapas de fosfolipidos y del colesterol (fitosterol en plantas) depende la permeabilidad selectiva, barrera que separa la célula del medio externo que la rodea y que permite, la entrada y salida de sustancias para mantener el equilibrio hidro electrolíltico entre el medio intra y extracelular. Imagen tomada de Wikipedia
Diferencias entre: la pared y la membrana PARED: üSólo en vegetales y procariotas üFunción estructural y consistencia de las células MEMBRANA: üPresente en todas las variedades celulares üRodea el contenido interno de la célula
CARACTERISTICAS DE LA MEMBRANA ANFIPATIA: Interactúa con sustancias hidro-fílicas por la cabeza polar de los fosfolípidos y con hidrofóbicas por la cola hidrocarbonada de los fosfolípidos. SEMIPERMEABILIDAD: Depende de los fosfolípidos y el colesterol, determinan que ingresa o sale de las células. MOVILIDAD: Sus moléculas constituyentes siempre están en movimiento: Flip-flop, rotación, flexión y difusión lateral. FLUIDES: velocidad como se transportan las moléculas.
TRASPORTE A TRAVES DE LA MEMBRAMA Dra. JUDITH DE RODAS SALON 221, AÑO 2020
PARTE II: Entran y salen gases y sustancias lipofílicas. Canales proteicos para pasod de sustancias hurifílicas de alto peso molecular y iones con carga. Agua porinas Imagen tomada de la Biologìa celular de Albert Bruce. M Fluido intracelular Poros de la membrana
MECANISMOS DE TRANSPORTE Osmosis Difusión simple PASIVO (A favor de gradiente) Diálisis Difusión facilitada: Utiliza canales protéicos Primario: utiliza bombas de ATP ACTIVO (usan energía libre) Secundario: Uniporte, sinporte y antiporte: aprovecha la energía del primario para mover moléculas a ambos lados.
Transporte a través de la membrana Imagen tomada de Bioquímica de Harper
Transporte pasivo Poros (Gas) Proteína transporta glucosa Ocurren a favor de gradiente Soluto con carga positiva
Tipos de Gradiente para el transporte pasivo v. Químico o de Concentración v. Eléctrico, de Voltaje o de Carga v. De presión v. De temperatura
Diálisis = Movimiento del Soluto Difusión neta: el agua se desplaza de donde hay menos hacia donde hay mas concentración de soluto, respetando gradientes químico y eléctrico.
Difusión facilitada A favor de gradiente q. Difusión Simple: Pasiva Proteína Canal q. Difusión Facilitada: Proteína Transportadora Libera energía Puede o no utilizar proteínas Proteinas Canal
Transporte facilitado: Proteínas integrales ayudan a que moléculas de alto peso molecular, sin carga como la glucosa y los aminoácidos puedan atravesar la membrana en favor de gradiente. Tomada de Bioquímica de Harper
v. Ocurre en contra de gradiente v. Consume energía (hidroliza ATP) v. Utiliza siempre proteínas transportadoras denominadas bomba v. Entre estas: bomba Na/K ATPasa, Cloro, Mg. Etc.
Transporte Activo Primario: dependiente de ATP (utiliza bombas) Mayor concentración dentro de la célula. Bomba sodio potasio ATPasa Mayor concentración fuera de la célula Tomada de Bioquímica de Harper Otros iones también necesitan de bomba para su transporte: cloro, calcio, magnesio, hidrógeno porque ocurren contra gradiente.
Transporte Activo Secundario, dependiente de Gradiente Cotransporte: sodio -glucosa Uniporte: 1 molécula hacia 1 lado Sinporte: 2 moléculas en igual dirección El gradiente resulta de la energía remanente de la hidrólisis de ATP, cuando ocurre el transporte activo primario (energía que se libera en forma de calor
Formas como ocurre el transporte activo 2 iones o moléculas en Seecundario o el mismo sentido 1 molécula o ion en un solo sentido 2 iones o moléculas en sentido contrario Primario
Uniporte, simporte y antiporte Celu
Simporte y Transporte Acoplado Imagen tomada de Biologìa Celular y Molecular de Albert Bruce Uniporte una molécula se desplaza a un lado de la membrana Transporte acoplado al mecanismo de bomba Imagen tomada de Biologìa Celular y Molecular de Albert Bruce
Imagen tomada de Biologìa Celular y Molecular de Albert Bruce El transporte activo requiere consumo de ATP
Otras formas de transporte que requieren hidrólisis de ATP: endocitosis Invaginacion de la membrana Participación del citoesqueleto
ENDOCITOSIS: CITOSIS Invaginación de la membrana Exocitosis: Constitutiva Regulada Transcitosis: Transporte de macromoléculas empacadas en vesículas en el interior celular
CARACTERISTICAS DE LA CITOSIS ØSólo ocurre en eucariotas ØEntrada y salida de macromoléculas ØIndependientemente de sus propiedades de permeabilidad ØIndependientemente de gradiente ØAlto grado de consumo energético (> T. activo) ØParticipan orgánulos celulares: Membranas: invaginación Citoesqueleto: movimiento de las vesículas
Fagocitosis: endocitosis que consiste en la incorporación de partículas de tamaño como son bacterias, restos celulares o virus. Este mecanismo lo llevan a cabo células especializadas como son los macrófagos, neutrófilos y las células Los macrófagos capturan virus, bacterias y sustancias tóxicas (heterofagia) y productos de las mismas células dendríticas. autofagia.
Endocitosis de vesículas recubiertas con clatrina Membrana Mecanismo por el que se incorporan proteínas integrales y lípidos de la membrana plasmática, también macromoléculas extracelulares que generalmente no exceden los 156 nm, incluyendo algunos virus. El colesterol cuando la célula lo requiere, hay receptores LDL
Son pequeñas invaginaciones en la membrana celular (45 -80 nm) presentes en la mayoría de las células eucariotas que posteriormente se transforman en vesículas Son muy abundantes en las células endoteliales, musculares y adipocitos en las que sus membranas poseen proteínas llamadas se caveolinas, También observan caveolas en el aparato de Golgi, que podría funcionar como mecanismo de transporte entre el aparato de Golgi y la membrana plasmática.
Endocitosis mediada por receptores Este mecanismo permite que moléculas específicas reconocidas por unos 25 tipos receptores de la membrana plasmática, entren a la célula. Los receptores reconocen moléculas o partículas disueltas a bajas concentraciones, a las que se unen formando un complejo “ligando receptor”, donde se produce una
ØFagocitosis, sólo ocurre en eucariotas ØPinocitosis: macromoléculas van hacia adentro de la célula ØMediada por receptor Endocitosis ØDependiente de clatrina: independiente de gradiente, alto consumo energético (Transporte activo). ØParticipación de orgánulos celulares, membranas, invaginación, citoesqueleto
Transcitosis: (transporte Conjunto de procesos transcelular) que permiten el paso de macro-moléculas desde un espacio extracelular a otro, atravesando todo el citoplasma, es decir, desde un dominio de membrana a otro distinto, mediante la formación de vesículas. Ocurre endo y exocitosis a la vez
LABORATORIO: 3 SOLUCIONES: HIPOTÓNICA = O. 2 %de soluto HISOTÓNICA = 0. 9 DE SOLUTO HIPERTONICA = 5% DE SOLUTO AGREGAR: 5 gotas de sangre humana a cada preparado con 2 cc de cada una de las soluciones. OBSERVAR: cambios en los tubos macroscópicamente y con las lentes secas (10 X y 40 X) microscopicamente.
En las células ocurre ENDÓSMOSIS Y EXÓSMOSIS Sol. Hipotónica < 0. 9 de soluto, la célula se llena de agua (endósmosis)y explota (Hemolisis en glóbulo rojo) > 0. 9 de soluto, la célula pierde agua (exosmosis) y se crena Isotónica = 0. 9 de soluto no hay cambio en la estructura de la célua porque la concentración es igual dentro y fuera Respuesta de las células, colocadas en diferentes concentraciones de soluto (osmolaridad)
Na. Cl 0. 9% 300 m. Osm ó Glucosa 300 m. Osm Tanto en el glóbulo rojo como en la solución, la osmolaridad es la misma, la célula no manifiesta cambios porque está en su ambiente normal. No hemólisis Soluciones isotónicas
Na. Cl 0. 2% El glóbulo rojo posee más soluto que la solución donde está sumergido, por lo que para su equilibrio incorpora agua (endósmosis) Hemólisis instantánea Solución hipotónica
El glóbulo rojo posee más soluto que el de la solución donde está sumergido y para su equilibrio libera agua y se deshidrata.
Osmosis en Vegetales Plasmólisis
Tonicidad de las soluciones Isotónica (0. 9% concentración de soluto) Hipertónica (5% de concentración de soluto) Hipotónica 0. 2% de concentración de soluto
Bibliografía:
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