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Membrana celular Membrana celular Document Transcript

  • Membrana celular y transporte celular Profesor Ernesto ArgüelloTodas las membranas biológicas están constituidas básicamente por lípidos, proteínas.La mayor parte de ellas también poseen hidratos de carbono unidos a las proteínas y a los lípidosmencionados. Si bien, cada uno de estos componentes, es característico de las membranas biológicaslas proporciones en que están presentes varían enormemente.La parte lipídica de la membrana está formada por moléculas de fosfolípidos que le da estructura yconstituye una barrera semipermeable.Los fosfolípidos son moléculas complejas presentan en su estructura glicerol, ácidos grasos y fosfato,de hay el nombre.La parte formado por ácidos grasos es hidrofóbica es decir repele al agua, en cambio la parte donde selocaliza al grupo fosfato es hidrofílica por lo que es a fin con el agua. fosfato ácidos grasos
  • El hecho de presentar en su estructura dos sectores con características químicas distintas hace que losfosfolípidos sean considerados como moléculas anfipáticas, estas característica hace que en disoluciónacuosa es decir en agua los fosfolípidos se organicen formando una bicapa. En este caso las capas de fosfolípidos se ubican de tal manera que los círculos (PO4) Queden expuestos al agua, y las rayas entre La capa separadas del agua.La mayor parte de las membranas de origen eucariota poseen colesterol como componente importanteel colesterol aumenta la impermeabilidad de la membrana y le da mayor estabilidad ya que al ubicarseentre los ácidos grasos permite que estos se unan con una mayor fuerza, es notable que loscomponentes de la membrana especialmente los fosfolípidos presenten una gran movilidad, esto haceque la membrana sea fluida, y esta características es fundamental en las funciones de la misma, estafluidez se de limitada por la presencia de colesterol el cual une los ácidos grasos uniéndolos con mayorfuerza.ProteinasLas proteínas de las membranas celulares se dividen en dos tipos según su ubicación y función Lasproteínas de membrana representan su principal componente funcional, desempeñando un papelfundamental en la regulación y control de su permeabilidad y el transporte de sustancias Las proteínas de membrana pueden clasificarse, utilizando como criterio el grado de asociación a esta,en “integrales” y “periféricas”.Las proteínas integrales toman contacto tanto con el lado exterior, como con el interior de lamembrana, se pueden asociar tanto con los ácidos grasos así mismo con los grupos fosfatos, por lotanto se dice también que estas proteínas son de transmundana.La función de estas proteínas esta asociada con la entrada y salida de sustancias a través de lamembranaLas proteínas periféricas de la membrana no penetran en el interior hidrofóbico de la bicapafosfolipídica, asociándose con la bicapa mediante interacciones débiles en los grupos fosfatos, seencargas de captar mensajes.Casi en forma invariable hay proteínas que se encuentran asociadas con carbohidrátos, por lo cual selas denomina como Glucoproteínas.
  • Teoría del mosaico fluido En 1972 Singer y Nicolson describieron la estructura de las membranas celulares y con ello lasdescripción de la misma, Las bicapas lipídicas son fluidas, los fosfolípidos individuales se muevenrápidamente por la superficie bidimensional de la membrana. Esta estructura, que se propone para lasmembrana biológicas, se conoce como el modelo de mosaico fluido, donde mosaico se refiere alhecho que también la integran proteínas, colesterol, y otros tipos de moléculas insertadas entre losfofolípidos. La descripción de la membrana celular según esta teoría seria que es una bicapa lipídicafluida semipermeable y selectiva.Transporte celularLas células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes delmetabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidadselectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, y regula el paso de otras moléculas.Al movimiento de sustancias se le llama transporte celular y se divide en dos tipos: el activo y elpasivo:El transporte pasivo:Es el paso de soluto favor del gradiente, es decir, de donde hay más hacia elmedio donde hay menos, y no requiere de energíaDifusión. Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente ejemplo elperfume que se difunde en una habitaciónDialisis cuando el soluto se mueve a través de una una bicapa lipídica(membrana celular). Es el proceso que sucede en los riñones y con el cual se filtrala sangre de impurezasOsmosis es el paso de agua a través de una membrana celular y a favor delgradiente de concentración.Este movimiento sucede del medio hipotónico al medio hipertónico (menorpresión osmótica) el medio hipertónico mayor presión osmótica.La presión osmótica se define como la presión que ejerce el agua al atravesar unamembrana celular semipermeable, este movimiento busca una condición deequilibrio (isotónica) de tal manera que el agua fluye al medio hipertónico el cualesta a mayor concertación de soluto, con ello el medio se diluye disminuyendo laconcentración, y aumentando el volumen de la disolución, por otro lado el mediohipotónico (que está a menor concentración) disminuye su volumen aumentandola concentración.Transporte activoEn este proceso actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, enforma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Seproduce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente.Ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K,
  • La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúacontra el gradiente y requiere energía ya que rompe el ATP para obtener laenergía necesaria para el transporte. Gracias a este mecanismo se lleva a cabo elimpulso nervioso. 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. Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas. Fagocitosis. Se forman grandes vesículas que ingieren microorganismos y restos celulares.Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas envesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta lamembrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular. Esto requiere quela membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen para quepueda ser vertido el contenido de la vesícula al medio. Mediante este mecanismo,las células son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o biensustancias de desecho.
  • Organelas citoplasmáticasRetículo endoplasmático rugosoEstá formado por una red de membranas paralelas interconectadas con ribosomas adheridos a el, de hayel nombre de rugoso, su función se asocia con la síntesis de proteínas, siempre se localiza a partir delnúcleo y de este sitio se extiende hacia el citoplasma.Las proteínas formadas en el se almacenan momentáneamente, y posteriormente son transportadas pormedio de vesículas hacia el aparato de Golgi.Retículo endoplasmático lisoConsiste en membranas con forma “tubular” carece de ribosomas y normalmente se localiza al final deRER.Su función se asocia con la síntesis de todo tipo de lípidos, además de que el se lleva a cabo un procesode desintoxicación de la célula, esto significa que sustancias que son potencialmente perjudiciales parala misma son desactivadas en el.Aparato de GolgiEs un conjunto de sacos membranosos no interconectados, su función es diversa, ya que se asocia aellos las siguientes funciones:a- almacenar sustancia producidas en la célula.b- seleccionar sustancias
  • c- procesar sustanciasd- eliminar desechose- formar lisosomasLa sustancias producidas en los retículos viajan en vesículas al aparato de Golgi en el se almacenan,posteriormente como en el caso de los lisosomas, el aparato de golgi selecciona las enzimas hidrolíticasque forman a los lisosomas y estas las deposita en vesículas que permanecen en la célula, si fuera undesecho este envuelto en una vesicula es expulsado fuera de la celula.Los lisosomas tienen como función principal la digestión celular, que consiste en desintegrar sustanciascomplejas para poder utilizar sus componentes como fuente de nutrientes, también es posible que loslisosomas sean utilizados para desintegrar cuerpos extraños como en el caso de los leucocitos alfagocitar bacterias, en el caso de los renacuajos los lisosomas ayudan a utilizar como fuentealimenticias las reservas que se encuentran en la cola.MitocondriasSon las centrales energéticas de la célula, son capaces de convertir en ATP los nutrientes que soningeridos, esto se realiza mediante un proceso denominado respiración celular, este proceso se divideen cuatro etapas:Glucolisis en esta etapa la glucosa es disociada y convertida en una molécula de ácido pirúvico, este
  • proceso sucede en el citoplasma.Posteriormente el ácido pirúvico producido es convertido en Acetil coenzima A en una fasedenominada puente, seguidamente en la matriz mitocondrial se presenta el ciclo de Kreps en el cualel acetil coenzima A se convierte en moléculas de NADH y FADH 2 estas moléculas se convertiránposteriormente en ATP durante la face denominada quimiosmosis la cual también se produce en lamitocondria justamente en el espacio intermembranal.C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATPEn la ecuación anterior se representa el proceso de la respiración celular note los productos y lapresencia de glucosa (C6H12O6)PlastidiosSon estructuras propias de las células vegetales, se encargan de almacenar todo tipo de pigmentos yalimentos.Se nombran según la sustancia que almacenan si lo que alamacenan es clorofila el plastidio se llamaráentonces cloroplasto, si lo que almacena es pigmentos variados como xantófilas (amarillo) ficoeritrina(rojo) o ficocianina (azul) enctonces el plastidio se llamará cromoplasto.Los plastidios que almacenan sustancias alimenticias se llamarán leucoplastos (significa sin color) y siel alimento es almidón el nombre es amiloplasto, si es aceite entonces oleoplasto.fotosíntesis este proceso sucede en el cloroplasto de hay su importancia este proceso se divide en dosfases:la fotodependiente en ella la luz del sol es imprescindible, esta luz es captada por la clorofilaalmacenada en la grana del cloroplasto y es transferida a moléculas de ATP y NADPH 2 las cuales en elproceso fotoindependiente serán transformadasen carbohidrátos especialmente glucosa, esteproceso sucede en el estroma del cloroplasto.
  • VacuolasSon las encargadas de mantener la presión de turgencias en las células, ellas almacenan agua y todotipo de sustancias, el agua que ellas almacenan generan presión de turgencia sobre las paredes celularesde la célula manteniendo la forma y permitiendo que la célula se elongue siempre y cuando la célulaposee pared celular primario, ya que la presión no tienen efecto de elongar a las células con paredsecundaria.