Organización general de la celula. Membrana plasmática y transporte a través de la membrana

1. Organización general de la célula
Membrana plasmática
Transporte a través de la membrana

2. La célula eucarionte

3. Composición química de la célula

4. Figure 11-1 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Membrana plasmática
Membrana
plasmática
que rodea la
célula
moléculas
en el medio
extracelular
moléculas
en el medio
intracelular
Membrana
interna
que rodea a un
compartimento
intracelular
Moléculas
dentro del
compartimento
intracelular

5. recepción de
información
ingreso y
egreso de
sustancias
capacidad de
movimiento y
expansión
Membrana plasmática
Figure 11-2 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

6. Figure 11-4 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Modelo de Mosaico Fluido
Singer y Nicolson 1972
bicapa
lipídica
(5 nm)
molécula proteica
molécula lipídica
moléculas proteicas
molécula
lipídica

7. • Lípidos
• Proteínas
• Hidratos de carbono
Componentes de las
biomembranas

8. Figure 11-5 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Lípidos
Cabeza
hidrofílica
Colas
hidrofóbicas
Los lípidos de
membrana son
ANFIPATICOS

9. Fosfolípidos Colesterol Esfingolípidos
•Fosfatidilcolina
•Fosfatidilserina
•Fosfatidiletanolamina
•Fosfatidilinositol
Lípidos
•Fosfoesfingolípidos
•Glucoesfingolípidos o glucolípidos:
Gangliósidos y cerebrósidos

10. Fosfolípidos
Figure 11-6 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Cabeza
polar
(hidrofílica)
Colas no
polares
(hidrofóbicas)
doble
enlace
cabeza
cola

11. Fosfolípidos
Fosfatidil-et
anolamina
Fosfatidil-se
rina
Fosfatidil-
colina
Esfingomielina Esfingosina

12. Fosfolípidos
Forma de la
molécula
lipídica
Empaquetamiento
de moléculas
lipídicas
micela
lipídica
bicapa
lipídica

13. Fosfolípidos
Figure 11-12 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Energéticamente desfavorable
Energéticamente favorable
Bicapa fosfolipídica planar
con bordes expuestos al agua
Compartimiento sellado
formado por bicapa
fosfolipídica

14. Figure 11-17 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
glicolípido
fosfatidilcolina esfingomielina
fosfatidiletanolamina
fosfatidilserina fosfatidilinositol
colesterol
ESPACIO EXTRACELULAR
CITOSOL
La membrana plasmática es asimétrica en
su composición lipídica

15. La membrana plasmática es asimétrica en
su composición fosfolipídica

16. Las diferentes membranas celulares
varían en su composición lipídica

17. Los fosfolípidos pueden moverse dentro
de la membrana plasmática
Figure 11-15 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
difusión lateral
rotación
flexión
(raramente
ocurre)

18. Los fosfolípidos pueden moverse dentro
de la membrana plasmática

19. Colesterol
Figure 11-16 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
fosfolípido
colesterol
cabeza
polar
región más
rígida por
colesterol
región
más
fluida
estructura
esteroide
(anular
planar
rígida)
cabeza polar
Cola
hidrocarbonada no
polar

20. •Número de enlaces dobles en las colas hidrofóbicas de los
fosfolípidos (grado de saturación):
a mayor número de enlaces dobles (mayor insaturación)
•Temperatura: a mayor temperatura
•Presencia de colesterol y esfingolípidos:
a mayor cantidad de colesterol y esfingolípidos
•Longitud de colas hidrofóbicas de los fosfolípidos:
a mayor longitud de colas hidrofóbicas
Fluidez de la membrana plasmática
mayor fluidez
mayor fluidez
menor fluidez
menor fluidez

21. Figure 11-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Periféricas
Integrales
Unidas a proteínas
(C)
Asociadas
a la
monocapa
Unidas a
lípidos
Transmembrana
Paso simple
Paso múltiple
canal
Proteínas
Periféricas o extrínsecas: no están directamente unidas a la membrana plasmática
Integrales: atraviesan la membrana y/o interactúan con los lípidos de membrana

22. Las proteínas difunden en la membrana
plasmática
Figure 11-32 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Proteínas de
membrana
marcadas
con
rodamina
Proteínas de
membrana
marcadas
con
fluoresceína
Célula humana
Célula de ratón
Fusión
celular
Célula híbrida
Tiempo 0 min
luego de fusión
celular
Tiempo 40 min
luego de fusión
celular
Incubación
37°C

23. Figure 11-33 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Figure 11-34 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
El desplazamiento
lateral de la proteínas
de membrana puede
estar limitado

24. Figure 11-20 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Proteínas: función
transportadores de anclaje receptores enzimas

25. cabeza
polar
cabeza
polar
Cola
hidrocarbonada
no polar
Cola
hidrocarbonada
no polar
galactocerebrósido gangliósido Ácido siálico (NANA)
Hidratos de carbono: Glucolípidos

26. Hidratos de carbono: Glucoproteínas

27. GLUCOCÁLIZ =
Glucoproteínas + glucolípidos + proteoglucanos
Figure 11-35 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Capa de
hidratos de
carbono
Bicapa
lipídica
glicoproteína
transmembrana
glicoproteína
periférica
glicoproteína
transmembrana
Proteoglicano
transmembrana
glucolípido
Espacio
extra-
celular
citosol

28. Glucocáliz de un linfocito

29. Funciones del glucocáliz:
• Microambiente (iones, enzimas)
• Protección
• Reconocimiento y adhesión celular

30. Glucocáliz y reconocimiento
Antígenos de superficie celular
que determinan los grupos sanguíneos

31. Isla de fosfolípidos, proteínas y colesterol

32. ❖ Bicapa lipídica es la estructura universal
❖ Caras hidrofílicas y centro hidrofóbico, impermeable a moléculas hidrosolubles y a
iones
❖ Lípidos más importantes: fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol
❖ Los lípidos y la mayoría de las proteínas tienen movilidad lateral (mosaico fluido)
❖ Distintas membranas tienen distinta composición lipídica (asimetría)
❖ La fluidez de las membranas depende del contenido de colesterol, esfingolípidos y
el grado de saturación de las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos
❖ El colesterol, algunos fosfolípidos, esfingolípidos y ciertas proteínas forman “islas”
dentro de la membrana (señalización)
❖ Algunas proteínas permiten el paso selectivo de moléculas hidrofílicas y de iones
(transporte)
Membrana plasmática: resumen

33. Transporte a través de
la membrana

34. Figure 12-2 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Bicapa
lipídica
sintética
Pequeñas
moléculas
hidrofóbicas
Pequeñas
moléculas
polares sin
carga
Moléculas
polares sin
carga más
grandes
Iones

35. Tipos de transporte
Figure 12-4 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
molécula transportada
canal transportador
difusión
simple
mediado
por canal
mediado por
transportador
TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO
bicapa
lipídica

36. •A favor del gradiente de concentración (moléculas sin carga)
•A favor de gradiente electroquímico (moléculas con carga)
•Sin gasto de energía
Transporte pasivo
Difusión simple
Pequeñas
moléculas
hidrofóbicas
Pequeñas
moléculas
polares sin
carga
Moléculas
polares sin
carga más
grandes
Iones
Difusión facilitada
O2
, CO2
,
N2
, H2
O
glucosa,
aminoácidos,
Na+
, K+
,
HCO3
-
, Cl-

37. Difusión

38. Difusión por una membrana

39. Agua: ósmosis

40. Difusion Facilitada
Transportadores Canales
Figure 12-3 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

41. Difusión facilitada: Canales
• A favor del gradiente de concentración
• Velocidad mayor que en la difusión simple y en la
difusión facilitada por transportadores (carriers o
permeasas)
• Ocurre a través de proteínas de membrana y por
lo tanto el transporte es específico
• Ejemplo: iones Na+
, K+
, Ca2+
, Cl-

42. Difusión facilitada: Canales
Figure 12-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

43. Difusión facilitada: Canales
Figure 12-20 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

44. Difusión facilitada: Canales
Figure 12-25 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
regulado
por voltaje
regulado por
ligando
(ligando
extracelular)
regulado por
ligando
(ligando
intracelular)
regulado por
estrés

45. Figure 12-42 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

46. Difusión facilitada:
Transportadores
• A favor del gradiente de concentración
• Velocidad mayor que en la difusión simple pero menor
que en la difusión facilitada por canales
• Ocurre a través de proteínas de membrana y por lo tanto
el transporte es específico
• Ejemplo: transporte de glucosa, aminoácidos,
nucleótidos

47. Difusión facilitada: Transportadores
Figure 12-6 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
soluto
EXTERIOR
INTERIOR
sitio de unión al
soluto
bicapa
lipídica
Gradiente de
concentración

48. Difusión facilitada: Transportadores

49. Composición iónica

50. •En contra del gradiente electroquímico
•Con gasto de energía
Transporte activo
Figure 12-8 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Transportador
acoplado
Bomba impulsada
por ATP
Bomba impulsada
por la luz
gradiente
electroquímico
luz

51. Tipos de bombas ATP
•Bomba Ca2+
-ATPasa en
la membrana celular y
en el retículo
sarcoplásmico del
músculo
•Bomba Na+
/K+
-ATPasa
Las bombas de H+ (protones)
mantienen el pH bajo en el
ambiente extracelular
(estómago) o dentro de
organelas (lisosomas)
Bombas ABC en gran número
en membrana plasmática de
varios tipos de células
cancerosas (resistencia a
quimioterápicos)

52. [Na+] citosólico es de 10 a 30 veces menor que la extracelular
[K+] citosólico es de 10 a 30 veces mayor que la extracelular
Figure 12-9 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
saca 3 Na+
entra 2 K+
Bombas tipo P

53. Transportador
acoplado
Bomba impulsada
por ATP
Bomba impulsada
por la luz
gradiente
electroquímico
luz
• Mueven una molécula a favor
de gradiente y otra en contra
de gradiente de concentración
• En la misma dirección:
simporte
• En direcciones opuestas:
antiporte
Co-transporte o transporte
acoplado
gradiente
electroquímico

54. Co-transporte o transporte acoplado
Figure 12-16 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

55. Transporte de Na+
(a favor de su gradiente) y
co-transporte de glucosa (en contra de su gradiente)
Figure 12-17 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

56. Co-transporte o transporte acoplado
Figure 12-18 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

57. Liquido
Extracelular
Citoplasma

58. Transporte en masa
• Endocitosis
– pinocitosis
– fagocitosis
• Exocitosis
• Independiente de la concentración
• Con gasto de energía

59. Fagocitosis yPinocitosis

60. pseudopodio

61. Por pinocitosis todas las células ingieren porciones pequeñas de
su membrana plasmática.

62. Exocitosis

64. Figure 15-27 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)
Exocitosis constitutiva y regulada
Proteínas
solubles recién
sintetizadas para
la secreción
constitutiva
Lípidos y proteína de la
membrana plasmática recién
sintetizados
Vesícula de
transporte
Secreción
constitutiva
Secreción
regulada
Vesícula secretora que
almacena proteínas de
secreción
Hormona o
neurotransmisor
que actúan como
señal