CITOLOGÍA            Organización celular            eucariota:            Membrana plasmática
La célula eucariota   Tª celular: “la unidad    anatómica, funcional y    genética de los seres vivos”   Se compone de: ...
La célula eucariota   Tamaño:    –   Variable. Por lo general debajo del poder resolutivo del ojo        (cm de huevos de...
La célula eucariota   Dos tipos morfológicos:     – Animal     – Vegetal:       caracterizada por la       presencia de u...
Membrana plasmática   La existencia de la membrana    plasmática se remonta a finales del    SXIX, donde se manifiesta la...
Membrana plasmática   Funciones     – Protección     – Mantenimiento diferencias en composición celular-       medio exte...
Membrana plasmática: composición   Lípidos (40%)     – Fosfolípidos:          más abundantes          neutros: empaquet...
Membrana plasmática: composición   La distribución de los lípidos es muy asimétrica     – Fosfolípidos neutros y colester...
Ultraestructura de la membranaplasmática: mosaico fluido   Asimetría   Bicapa lipídica   Los lípidos se disponen en dos...
Modelo de membrana del mosaico fluido      (1972, Singer y Nicholson
Membrana plasmática: fluidez   La membrana plasmática no es una estructura rígida sino fluida   La fluidez es absolutame...
Membrana plasmática: fluidez               Se ha demostrado que la difusión               transversal es un proceso lento ...
Diferenciaciones de la MP   Uniones celulares     – Uniones intermedias o zónula adherens: unen       membranas celulares...
Diferenciaciones de la membrana:Uniones celulares
1-2Diferenciaciones de la membrana:                          (Unión estrecha)Uniones celulares          Microvellosidades ...
Diferenciaciones de la membrana:Uniones celulares       Desmosoma                   Hemidesmosoma
Diferenciaciones de la MP   Microvellosidades    –   Digitaciones finas que        aumentan la superficie        de inter...
Diferenciaciones de la MP   Glicocalix    –   Representa la cubierta        externa de los glicolípidos y        glicopro...
Diferenciaciones de la MP   Cilios y flagelos    –   Apéndices móviles   Estereocilios    –   Apéndices filiformes sin  ...
Alteraciones de la MP:                                    células cancerosas• Inhibición de movimiento por contacto•Inhibi...
Alteraciones de la MP: células cancerosas
Dinámica de la MP   Las membranas celulares son semipermeables   Transporte selectivo de sustancias entre el medio    ex...
Dinámica de la MP:transporte pasivo   Se realiza a favor de gradiente de concentración,    eléctrico, electroquímico   S...
Transporte pasivo: modalidades Difusión    simple:  –   A favor de un gradiente de concentración  –   Difunden a través d...
Transporte pasivo: modalidades   Difusión facilitada:    –   Proteínas específicas: permeasas (transmembranales)    –   L...
Dinámica de la membrana
Dinámica de la membrana
Aquoporinas   Proteína transmembranal formada por 6 hélices α   La fracción de la proteína en contacto con la bicapa    ...
Aquoporinas8 October 2003The Royal Swedish Academy of Sciences hasdecided to award the Nobel Prize in Chemistryfor 2003 “f...
Transporte activo Se  realiza en contra de un gradiente de  concentración o electroquímico Intervienen proteínas transpo...
Transporte activo:bomba sodio-potasio   La bomba Na+/ K+ ATP dependiente actúa como un    transportador de intercambio an...
Dinámica de la membrana
Dinámica de la MP:Endocitosis   Las partículas de mayor tamaño no pueden atravesar la    membrana.   Penetran mediante m...
Endocitosis   El endosoma se divide en dos tipos de   vesículas, la que contiene los receptores   de membrana vuelven de n...
Endocitosis
Endocitosis
Fagocitosis   La ingestión de partículas de gran tamaño, restos    celulares y organismos vivos   Se forman vesículas gr...
Fagocitois de un paramecio por una ameba
Fagocitosis como mecanismo inmunológico
Exocitosis
Endosimbiontes   Se trata de organismos que    viven dentro de otros   Ciertas algas Chlorella que    viven asociadas a ...
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Membrana plasmática

  1. 1. CITOLOGÍA Organización celular eucariota: Membrana plasmática
  2. 2. La célula eucariota Tª celular: “la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos” Se compone de: – Membrana plasmática externa que envuelve a un material – Protoplasma que contiene como diferenciaciones funcionales: núcleo y los orgánulos citoplásmicos
  3. 3. La célula eucariota Tamaño: – Variable. Por lo general debajo del poder resolutivo del ojo (cm de huevos de aves, alga Acetabularium 10cm) – El tamaño de un órgano u organismo no depende del tamaño de sus células sino del nº. – El tamaño celular no guarda relación con la complejidad filogenética (hematíes humanos miden 7 µ y los de la salamandra 37 µ) Forma: – Variable  Libres, normalmente esféricas.  Tisulares: especialización funcional – Dentro de un tipo celular puede ser fija o modificarse en función del medio en el que se encuentren (leucocitos)
  4. 4. La célula eucariota Dos tipos morfológicos: – Animal – Vegetal: caracterizada por la presencia de una pared vegetal, cloroplastos, amiloplastos, vacuolas grandes y ausencia de centriolo.
  5. 5. Membrana plasmática La existencia de la membrana plasmática se remonta a finales del SXIX, donde se manifiesta la presencia de una estructura limitante en forma de bicapa lipídica. Demostrada en 1925 por Gorter y Grendel En 1932 se postuló la existencia de proteínas y en 1967 quedó definida. Estructura trilaminar fina que separa el exterior celular del interior. Unidad de membrana Puede presentar cubiertas externas
  6. 6. Membrana plasmática Funciones – Protección – Mantenimiento diferencias en composición celular- medio externo (gradiente electroquímico) – Barrera se lectiva: regula el intercambio de información y materia entre la célula y el medio – Intervienen en los procesos de división: a partir de ella se forma el tabique de división – Relacionada con la captación de partículas y secreción; endocitosis y exocitosis – Reconocimiento e inmunidad celular
  7. 7. Membrana plasmática: composición Lípidos (40%) – Fosfolípidos:  más abundantes  neutros: empaquetados en el interior (fosfatidilcolina)  ácidos: asociados a proteínas (fosfatidilserina, fosfatidilinositol) – Esteroles: más abundante es el colesterol, se fija a los fosfolípidos disminuyendo la fluidez de la membrana;estabilidad – Glicolípidos: derivados de los esfingolípidos; Proteínas(52% proteina, 8% de glúcidos) – Periféricas o extrínsecas – Integrales o intrínsecas
  8. 8. Membrana plasmática: composición La distribución de los lípidos es muy asimétrica – Fosfolípidos neutros y colesterol empaquetados en el interior – Fosfolípidos ácidos interaccionando con proteínas – Glicolípidos;en la cara externa de la membrana La distribución de las proteínas también es asimétrica – Las proteínas extrínsecas son polares están asociadas débilmente a la membrana (citocromo C). – Las integrales presentan regiones hidrófobas, estando en contacto con los lípidos y asociadas fuertemente a la membrana (enzimas de embrana, Ag de histocompatibilidad, receptores hormonales ), y regiones hidrófilas que las ponen en contacto con el exterior. – Algunas proteínas presentan glúcidos asociados disponiéndose en la cara externa
  9. 9. Ultraestructura de la membranaplasmática: mosaico fluido Asimetría Bicapa lipídica Los lípidos se disponen en dos capas con las regiones hidrófobas enfrentadas hacia el interior y las hidrófilas hacia el exterior e interior Las proteínas pueden estar asociadas a la cara externa o interna o ser transmembranales Glicocalix elemento más característico de la asimetría: restos glucídicos asociados a proteínas y lípidos expuestos en la cara externa
  10. 10. Modelo de membrana del mosaico fluido (1972, Singer y Nicholson
  11. 11. Membrana plasmática: fluidez La membrana plasmática no es una estructura rígida sino fluida La fluidez es absolutamente necesaria para que se produzcan los mecanismos de transporte y el reacomodamiento permanente de los componentes de la membrana Las proteínas integrales y los lípidos efectúan movimientos horizontales y verticales, así como rotacionales El mayor o menor grado de fluidez depende de varios factores: – Ac grasos saturados disminuye la fluidez – Ac. cadena larga disminuyen la fluidez – Temperatura: al disminuir disminuye la fluidez (la Tº se tiene que mantener por encima del punto de fusión de sus lípidos) – Colesterol la hace menos flexible y fluida
  12. 12. Membrana plasmática: fluidez Se ha demostrado que la difusión transversal es un proceso lento y de frecuencia muy baja. En cambio, los movimientos horizontales ,difusión lateral , son mucho más frecuente y alcanza altas velocidades de desplazamiento10 elevado a 7 veces por segundo .
  13. 13. Diferenciaciones de la MP Uniones celulares – Uniones intermedias o zónula adherens: unen membranas celulares, unión mecánica entre células; Desmosomas – Uniones estrechas o zónula ocludens: unión estrecha entre membranas impidiendo el paso de sustancias; barrera – Uniones de hendidura o gap: unión entre membranas de células conectadas mediante canales proteícos; permiten el paso de metabolitos e iones ,comunicación química y acoplamiento eléctrico
  14. 14. Diferenciaciones de la membrana:Uniones celulares
  15. 15. 1-2Diferenciaciones de la membrana: (Unión estrecha)Uniones celulares Microvellosidades Retículo terminal 2-3 (Unión intermedia o barra terminal) 4-5 (d) (Unión de hendidura)Filamentosde la matriz
  16. 16. Diferenciaciones de la membrana:Uniones celulares Desmosoma Hemidesmosoma
  17. 17. Diferenciaciones de la MP Microvellosidades – Digitaciones finas que aumentan la superficie de intercambio sin aumento de volumen – En su base existe un eje de filamentos de actina – Se asocian a ellas vesículas de pinocitosis – Células del epitelio intestinal
  18. 18. Diferenciaciones de la MP Glicocalix – Representa la cubierta externa de los glicolípidos y glicoproteínas de membranaFunciones:• Protección celular• Filtrado molecular• Enzimas superficie• Reconocimiento molecular (Ag A,B,0)• Reconocimiento intercelular
  19. 19. Diferenciaciones de la MP Cilios y flagelos – Apéndices móviles Estereocilios – Apéndices filiformes sin capacidad de movimiento; movimiento de un fluido – Epidídimo
  20. 20. Alteraciones de la MP: células cancerosas• Inhibición de movimiento por contacto•Inhibición de mitosis por contacto• Alteración molecular de la superficie• Presencia de antígenos específicos
  21. 21. Alteraciones de la MP: células cancerosas
  22. 22. Dinámica de la MP Las membranas celulares son semipermeables Transporte selectivo de sustancias entre el medio externo-interno Los lípidos actúan como una barrera eficaz impidiendo el paso de sustancias hidrosolubles Los compuestos apolares o solubles en lípidos pueden atravesar la membrana libremente Existen distintos mecanismos de transporte: – Transporte pasivo – Transporte activo
  23. 23. Dinámica de la MP:transporte pasivo Se realiza a favor de gradiente de concentración, eléctrico, electroquímico Sin gasto energético La difusión de sustancias se realiza desde el medio donde la concentración es mayor hacia donde es menor El medio extracelular es positivo respecto al intracelular que es negativo (potencial de membrana), los iones positivos entran y los negativos salen.
  24. 24. Transporte pasivo: modalidades Difusión simple: – A favor de un gradiente de concentración – Difunden a través de la bicapa: lipófilas ( ac. grasos)o apolares de pequeño tamaño (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono) – Canales proteícos: proteínas transmembranales: iones. El canal suele estar cerrado y solo se abre al producirse variaciones en el potencial de membrana o mediante uniones a receptores.
  25. 25. Transporte pasivo: modalidades Difusión facilitada: – Proteínas específicas: permeasas (transmembranales) – La molécula a transportar se une especificamente a la permeasa lo que supone un cambio conformacional facilitando el transporte. – Pequeñas moléculas polares: iones, azúcares, aa, nucleótidos – Dos modalidades:  Uniporte: si se transporta una sola molécula  Antiporte: si se transportan dos en sentidos opuestos  Sinporte: si se transportan dos en el mismo sentido
  26. 26. Dinámica de la membrana
  27. 27. Dinámica de la membrana
  28. 28. Aquoporinas Proteína transmembranal formada por 6 hélices α La fracción de la proteína en contacto con la bicapa lipídica es rica en aa hidrófobos mientras que los polares se encuentran hacia los extremos En el interior queda un canal a través el cual penetran las moléculas de agua Forman tretámeros agrupándose de 4 en 4
  29. 29. Aquoporinas8 October 2003The Royal Swedish Academy of Sciences hasdecided to award the Nobel Prize in Chemistryfor 2003 “for discoveries concerning channelsin cell membranes”, with one half of the prizetoPeter AgreJohns Hopkins University School of Medicine,Baltimore, USA“for the discovery of water channels”
  30. 30. Transporte activo Se realiza en contra de un gradiente de concentración o electroquímico Intervienen proteínas transportadoras Dichas proteínas requieren energía en forma de ATP para el transporte de las moléculas Bomba sodio-potasio
  31. 31. Transporte activo:bomba sodio-potasio La bomba Na+/ K+ ATP dependiente actúa como un transportador de intercambio antiporte. Aparece en todas las membranas biológicas En el caso de la neurona y la fibra muscular representa esta bomba consume 2/3 del total energía en forma de ATP Funciones: – Mantener la presión osmótica – Potencial de membrana
  32. 32. Dinámica de la membrana
  33. 33. Dinámica de la MP:Endocitosis Las partículas de mayor tamaño no pueden atravesar la membrana. Penetran mediante mecanismos de endocitosis; exocitosis supone la salida de sustancias desde el interior celular al exterior Ambos casos existe un flujo de vesículas En el caso de la endocitosis las moléculas se unen a un receptor de membrana situado en la cara externa; en la cara interna aparece una proteína, la clatrina, que forma una red que recubre la vesícula endocítica favoreciendo su internalización Una vez en el interior la red de clatrina se pierde.
  34. 34. Endocitosis El endosoma se divide en dos tipos de vesículas, la que contiene los receptores de membrana vuelven de nuevo a unirse a ella, y la que se une al lisosoma
  35. 35. Endocitosis
  36. 36. Endocitosis
  37. 37. Fagocitosis La ingestión de partículas de gran tamaño, restos celulares y organismos vivos Se forman vesículas grandes, fagosomas Es característico de ciertos organismos como las amebas, flagelados y ciliados (fagótrofos) La fagocitois se produce tras la emisión de pseudópodos englobando la partícula y formando la vesícula de fagocitosis
  38. 38. Fagocitois de un paramecio por una ameba
  39. 39. Fagocitosis como mecanismo inmunológico
  40. 40. Exocitosis
  41. 41. Endosimbiontes Se trata de organismos que viven dentro de otros Ciertas algas Chlorella que viven asociadas a un protista Paramecium viride. Los dinoflagelados que viven asociados a corales. Bacterianos asociadas a insectos. La bacteria Buchnera aphidicola le proporciona al insectos los aa esenciales que no puede obtener en su dieta (triptófano), a cambio, el pulgón suministra a Buchnera un ambiente protegido. Buchnera aphidicola
  42. 42. Formación de endosimbiontes
  43. 43. Endosimbiosomas

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