membrana celular, biología, salud y medicina, secundaria, bachiderato, universidad

1. 1
Estructura y
función de
membrana
celular.
Organización de
lípidos, proteínas
de membrana,
proteínas
integrales y
proteínas
periféricas
Q.F. Spencer O. Mariños Herrera

2. 2

3. 3

4. 4

5. ❖ MEMBRANAS BIOLÓGICAS
➢ Estructuras laminares,
finas,flexibles
relativamente estables
que rodean a todas las
células y a los
orgánulos.
➢ Polímeros
bidimensionales no
covalentes que crean
superficies químicas
reactivas con funciones
de transporte
singulares.
➢ Componentes celulares
versátiles y dinámicos
integrados de forma
compleja en procesos
biológicos.
5

6. 6

7. 9
✓ Permite la presencia de actividades
especializadas sin interferencia externa y
permite la regulación independiente de las
distintas actividades celulares.
❖ FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS
BIOLÓGICAS

8. ❖ FUNCIONES DE LAS MEMBRANAS
BIOLÓGICAS
➢ Barrera física selectiva y sensible.
➢ Transporta iones y moléculas.
8

9. FUNCIONES DE LAS
MEMBRANAS BIOLOGICAS
9

10. ➢ Sitio para actividades bioquímicas.
➢ Transducción de energía.
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11. 11

12. FUNCIONES DE LAS
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
14
➢Transducción de señales.
➢Respuesta a señales externas de receptores tales como HORMONAS,
FACTORES DE CRECIMIENTO, NEUROTRANSMISORES.

13. ➢Interacción intercelular.
13

14. 14

15. Jobs of the cell membrane:
✓ Isolate the cytoplasm from the external
environment
✓ Regulate the exchange of substances
✓ Communicate with other cells
✓ Identification
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16. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
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➢Todas la membranas tienen 2 componentes
principales asociados en forma no covalente,
lípidos y proteínas y además carbohidratos.
➢La proporción y clase de ellos varía entre los
tipos celulares y entre los orgánulos dentro
de la célula.
➢Lípidos: fosfolípidos y colesterol.
➢Proteínas : extrínsecas e intrínsecas.

17. 17

18. 18

19. 19

20. 20

21. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
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• FOSFOLÍPIDOS
❖Fosfoglicéridos
*Fosfatidilcolina, posición 1:palmítico (16:0) y esteárico (18:0)
posición 2: oleico, linoleico o linolénico.
* Fosfatidiletanolamina,
* Fosfatidilserina
* Fosfatidilinositol
*Fosfatidilglicerol, gran cantidad en membrana mitocondrial, precursor de
cardiolipinas (mitocondrias y bacterias).
• Esfingolípidos: *esfingolmielina y *glucolípidos

22. 24
➢ FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM

23. 25
( Colas hidrofóbicas
dirigidas hacia el
interior)

24. 26
ESTRUCTURA DEL COLESTEROL
➢ Muy baja solubilidad en agua.
➢ Alta solubilidad en sangre debida a
proteínas (LDL y HDL).
➢ Precursor de:
➢ Ácidos biliares
➢ Hormonas esteroideas: estrógenos,
progesterona, corticoides,
aldosterona, testosterona).
➢ Vitamina D.
➢ FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM

25. COLESTEROL
Mejora la fluidez de
la membrana.
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26. MOVIMIENTOS DE LOS LÍPIDOS
• Rotación: girará en torno a
su eje. Es frecuente,
responsable en parte de otros
movimientos.
• Difusión lateral: Es el
movimiento más frecuente.
• flip-flop: movimiento de una
monocapa a la otra, gracias a
las flipasas. Es el menos
frecuente, (energéticamente
más desfavorable)
• Flexión: son los movimientos
producidos por las colas
hidrófobas de los fosfolípidos.
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27. MOVIMIENTOS DE LOS LIPIDOS
27

28. 28

29. 29

30. 32
➢ FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13 UNMSM
❖BALSAS
LIPÍDICAS:
NANODOMINIOS con
asociaciones estables entre
esfingolípidos y colesterol.
Forman una fase lipídica más
densa, que constituyen zonas
especiales que funciones como
«balsas» que flotan entre el
conjunto de los demás lípìdos
Favorecen la transducción
de señales extracelulares al
actuar como estructuras de
andamiaje donde convergen
distintos elementos
implicados en las vías de
señalización.

31. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
• Responsables de las características de las membranas biológicas:
1. FLUIDEZ DE LA MEMBRANA, resistencia de los componentes de la
membrana al movimiento.
• El movimiento lateral rápido de los fosfolípidos, sería responsable del
funcionamiento adecuado de muchas proteínas de membrana.
• El flip-flop, poco frecuente.
• La fluidez es determinada por el grado de insaturación y tamaño de los
AG.
• El colesterol puede afectar
la fluidez de la membrana.
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32. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
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2. PERMEABILIDAD SELECTIVA, por su naturaleza hidrófoba,
las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolípidos,
proporcionan una barrera virtualmente impermeable al
transporte de sustancias iónicas y polares.
• Proteínas de membrana regulan el movimiento de esas
sustancias.
3. CAPACIDAD DE REHACERSE, cuando las bicapas se
rompen, Inmediatamente y espontáneamente se
recomponen.

33. LIPIDOS DE LA MEMBRANA
33
4. ASIMETRIA, En la cara externa del eritrocito predomina la
fosfatidilcolina y esfingomielina y en el lado citoplasmático hay
fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilinositol.
• Los glicolípidos están restringidos a la cara externa.
•La fluidez de la membrana se ve limitada por la asimetría.
La asimetría puede tener un papel funcional:
• Mantener y regular las propiedades de las proteínas de la
membrana.
• Mantener la distribución de carga entre las dos hojas de la
bicapa.
• Proveer un depósito intracelular para cationes esenciales.

34. 34

35. PROTEÍNAS DE MEMBRANA
• Se sitúan asimétricamente.
• FUNCION
➢ Acarreadores o transportadores
➢ Receptores
➢ Anclaje
➢ Enzimas
• Por su relación con la bicapa, se agrupan
en:
* Integrales (monotópicas, bitópicas, politópicas)
* Periféricas
* Ancladas.
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36. ❖PROTEÍNAS
❖ INTEGRALES
◼Monotópicas: expuestas en una sola superficie de la membrana, (citb5).
◼Bitópicas: atraviesan una sola vez la membrana, expuestas en ambos lados
(receptores).
◼Politópicas: poseen más de un segmento dentro de la membrana (canales
iónicos, el pigmento fotosensible de los bastoncillos de la retina)
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37. PROTEÍNAS INTEGRALES
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• EJ.
➢RECEPTORES ACTIVADOS POR LIGANDO ( Por
ej. Para hormonas o neurotransmisores)
➢ Proteínas de transporte ( Na+-K+ATPasa)
➢Poros
➢Canales iónicos.
➢Proteínas de unión a GTP ( Proteínas G)

38. PROTEÍNAS INTEGRALES
• GLICOFORINA
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39. PROTEÍNAS INTEGRALES
➢BACTERIORODOPSINA
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40. PROTEÍNAS INTEGRALES
• CONEXINAS
40

41. PROTEÍNAS INTEGRALES
41

42. PROTEÍNAS
❖ PERIFÉRICAS
• Se localizan por completo fuera de la bicapa, mediante enlaces no
covalentes.
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43. Proteínas PERIFÉRICAS de membrana
• Ej:
❖ANQUIRINA
✓Ancla el citoesqueleto de los eritrocitos a una
proteína integral de transporte de membrana.
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44. 44

45. 45

46. PROTEÍNAS DE MEMBRANA
❖ ANCLADAS A LÍPIDOS
◼ Unidas covalentemente a lípidos.
• *En la cara externa mediante un oligosacárido corto unido a (GFI)
glucofosfatidilinositol.
• * En el lado citoplasmático, ancladas a largas cadenas de ácidos grasos integrados a
la bicapa.
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47. 49
➢ FRANCISCO LOAYZA LOZANO MH13
UNMSM

48. 48

49. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
49

50. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
➢ Unidos por enlaces covalentes a los componentes lipídicos y
proteínicos.
➢ Según el tipo de célula varían de 2 –10 % del peso.
➢ Todos los carbohidratos de la membrana plasmática se encuentran
en el espacio extracelular.
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51. CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA
➢ El ácido siálico confiere carga
negativa.
➢ Los carbohidratos ramificados
participan en la mediación de
las interacciones con otras
células.
➢ Los carbohidratos de los
glucolípidos determinan el
grupo sanguíneo.
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52. • Se situan en la superficie
externa de las células
eucariotas por lo que
contribuyen a la
asimetría de la
membrana
• Unidos mediante
enlaces covalentes a
lípidos (glucolípidos) y
a proteínas
(glucoproteínas Asn,
Ser, Tre). Alejados del
citosol
CARBOHIDRATOS DE LA MEMBRANA

53. FUNCIONES DEL GLUCOCÁLIX
• Protege la superficie de
las células de posibles
lesiones
• Confiere viscosidad a las
superficies celulares, que
permite el deslizamiento de
células en movimiento
(sanguíneas)
• Presenta propiedades
inmunitarias, en los glóbulos
rojos, representan los
antígenos propios de los
grupos sanguíneos del
sistema sanguíneo ABO

54. FUNCIONES DEL GLUCOCÁLIX
• Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular,
importantes durante el desarrollo embrionario.
• En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide

55. 55

56. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
CELULAR
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57. MEMBRANA DE LOS ERITROCITOS
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58. 58

59. TRANSPORTE

60. PERMEABILIDAD SELECTIVA
•A ↓ tamaño y ↑
hidrofobicidad( liposolubidad),
↑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

61. PERMEABILIDAD SELECTIVA
Propiedad de una membrana que no
deja atravesar solutos, a partir de un
determinado tamaño, dependiendo
del grosor de la membrana y del
tamaño de los poros.
Es una propiedad de la membrana
plasmática y de otras membranas
plasmáticas y de otras membranas
semipermeables que permiten el
paso de solo ciertas partículas a
través de ellas, de esta forma,
pueden entrar a la célula aquellas
partículas que necesiten

62. Transporte Pasivo y Activo

63. TRANSPORTE PASIVO
Difusión
facilitada
El transporte
pasivo lleva sustancias
de una zona de mayor
concentración a una de
menor concentración, a
lo cual se le denomina:
a favor de la gradiente
de
concentración; se trata
de un proceso en el que
no hay gasto de
energía.

64. Tr a nspor te Pa siv o
D
. S
IMP
L
E
D
. FACILITADA
ÓSMOSIS

65. Más concentrada
Más diluida
Soluto
Agua
Se define ósmosis como una difusión pasiva, caracterizada por el
paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable,
desde la solución más diluida a la más concentrada.
ÓSMOSIS

66. ÓSMOSIS
EJEMPLOS
PLASMOLISIS
TURGENCIA

67. DIFUSIÓN FACILITADA

68. TRANSPORTE ACTIVO
Transporte que se
efectúa contra un
gradiente de
concentraciones o de
potenciales eléctricos
(gradiente
electroquímico)
desfavorable y, por
consiguiente, consume
energía. Implica
siempre un consumo de
oxígeno, producción de
CO2 y liberación de
lactato.

69. Uniportadores: transportan un soluto a la vez, difusión facilitada.
Simportador: transporta el soluto y el soluto cotransportador al
mismo tiempo en la misma dirección Antiportador: transporta al
soluto y al soluto cotransportador en dirección contraria.
Transportadores
Endocitosis: La incorporación de materiales del
exterior de la célula por la formación de vesículas
en la membrana plasmática. Las vesículas rodean al
material y así puede entrar a la célula.
Exocitosis: El proceso en el que una vesícula se
fusiona a la membrana celular y entonces se
rompe para liberar su contenido al exterior.
Fagocitosis el tipo de endocitosis en el que una
célula o material sólido es rodeado
Pinocitosis cuando el fluido externo es rodeado.
Ejemplos incluyen el transporte de insulina y
colesterol en células animales.

70. Neurotransmisores Sistema Nervioso
Hormonas Sistema endocrino
Citocinas Sistema inmune
Son moléculas que
actúan como
mensajeros entre
células. Son secretados
por las células en
respuesta a
determinado estímulo
viajan hasta la célula
blanco y se unen a
receptores específicos
generando una
respuesta
MENSAJEROS QUÍMICOS
Otros mensajeros químicos incluyen
retinoides, eisanoides y factores de
crecimiento.
Mensajeros químicos Localización

71. ❖APLICACIÓN CLÍNICA
• UN CANAL IÓNICO EN LA FIBROSIS
QUÍSTICA
➢ La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria grave y
relativamente común en humanos.
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72. ➢Solo los individuos con 2 copias
defectuosas muestran los síntomas
graves de la enfermedad:
Obstrucción de los tractos
gastrointestinal y respiratorio,
que conduce normalmente a una
infección bacteriana y a la muerte
por una insuficiencia respiratoria a
una edad temprana.
72

73. 73

74. ❖APLICACIÓN CLÍNICA
• El gen defectuoso en los pacientes con fibrosis quística
codifica una proteína de membrana llamada
REGULADOR DE LA CONDUCTANCIA
TRANSMEMBRANA DE LA FIBROSIS QUÍSTICA
( CFTR)
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75. 75

76. 76

77. 77

78. Muchas Gracias