MEDIO AMBIENTE, BIOLOGIA

1. Membrana Celular

2. Historia
Inicialmente se llamó membrana a las paredes celulares más la porción
citoplasmática adherida a ellas, que se obervaba con dificultad con los
microscopios de los siglos XVII y XVIII.
Se pensaba que las
células estaban
delimitadas por una capa
terminal de
características
desconocidas, que se
describía como un límite
del protoplasma.

3. Propuso que el trasiego de moléculas entre la célula y su
entorno no dependía de la pared celular.º
I. Langmuir: los lípidos anfipáticos, con una parte hidrófoba
y otra hidrofílica, se disponían en las superficies acuosas
formando monocapas con las cabezas polares hacia la parte
acuosa y la parte hidrófoba fuera del agua.
E. Gorter y F. Grendel. Se encontró que los lípidos extraídos de
la membrana de los glóbulos rojos, los cuales sólo tienen la
membrana plasmática, formaban una monocapa en la superficie
de soluciones acuosas con un área que era el doble de la
superficie estimada de la membrana del propio glóbulo rojo.
Propuesto el modelo de bicapa lipídica de la membrana
celular que explicaba tanto sus características físicas
como químicas, y que termodinámicamente favorecida

4. En 1972, S.J. Singer y G. Nicolson (Science
175: 720-731), recogieron la información
acumulada en la década anterior:
movimiento flip-flop limitado de lípidos y
nulo para las proteínas, difusión lateral de
las moléculas, barrera permeable, proteínas
con estructuras en alfa hélice, globulares y
transmembrana, transiciones de fase de la
membrana, y la necesidad que algunas
enzimas tenían de los lípidos para su
actividad.
Con todo ello propusieron el modelo de mosaico
fluido de membrana

5. Membrana plasmática
Es una barrera física que separa el medio celular interno del externo. En las células
eucariotas, y en algunas procariotas, también hay membranas intracelulares que delimitan a
los orgánulos, separando el medio interno del orgánulo del citosol.
Es también una plataforma donde se llevan a cabo
innumerables reacciones químicas e interacciones
moleculares imprescindibles para las células.

6. Composición y estructura
Las membranas celulares están formadas por lípidos, proteínas y, en menor medida,
por glúcidos. La estructura y la organización de las membranas celulares, así como sus
propiedades, están condicionadas fundamentalmente por los lípidos

7. Son moléculas anfipáticas, con una parte hidrofílica y
otra hidrofóbica, que se disponen formando una bicapa
lipídica donde las partes hidrofóbicas se encuentran en
el centro de la membrana y las hidrofílicas en contacto
con el agua.
Entre los lípidos se anclan las proteínas
denominadas integrales, que son
aquellas que forman parte de la
membrana de manera permanente
Las proteínas transmembrana son proteínas integrales que poseen secuencias de
aminoácidos hidrofóbicos entre las cadenas de los ácidos grasos de los lípidos, y
dominios hidrofílicos que están en contacto con la solución acuosa intra y extracelular.

8. Las membranas son como láminas extensas que cuando se observan
en secciones transversales, perpendiculares a sus superficies, con el
microscopio electrónico presentan un aspecto trilaminar: dos franjas
oscuras que corresponden con las partes hifrofílicas de los lípidos
y una franja clara más ancha entre ellas que son sus cadenas de
ácidos grasos.
Espesor de las membranas varía
entre los 6 y los 10 nm, lo cual
indica que no todas las
membranas son exactamente
iguales.

9. Ejemplos
Las propiedades fisiológicas y estructurales de las membranas dependen de la
proporción y del tipo de moléculas que las componen: lípidos, proteínas y
glúcidos.
los eritrocitos de rata contiene un 50 % de lípidos, un 40 % de
proteínas y un 10 % de glúcidos.
Las membranas plasmáticas de las células de Schwan, que
rodean a los axones situados fuera del sistema nervioso central,
contienen un 80 % de lípidos y un 20 % de proteínas
Las mitocondrias donde el porcentaje de proteínas de su
membrana interna llega hasta el 80 %.

10. Propiedades
Propiedades físico-químicas:
a)Es una estructura fluida que hace que sus moléculas tengan
movilidad lateral, como si de una lámina de líquido viscoso se
tratase
b)Es semipermeable, por lo que puede actuar como una barrera
selectiva frente a determinadas moléculas
c) Posee la capacidad de romperse y repararse de nuevo sin perder su
organización, es una estructura flexible y maleable que se adapta a
las necesidades de la célula
d)Está en permanente renovación, es decir, eliminación y adición de
moléculas que permiten su adaptación a las necesidades fisiológicas
de la célula.

11. Funciones
Cada tipo de membrana está especializada en una o varias funciones
dependiendo del compartimento celular del que forme parte.
La creación y mantenimiento de gradientes iónicos, los
cuales hacen sensible a la célula frente a estímulos
externos, permiten la transmisión de información y la
producción de ATP, son necesarios para la realización
del transporte selectivo de moléculas.
En las membranas se disponen múltiples receptores que
permiten a la célula "sentir" la información que viaja en
forma de moléculas por el medio extracelular.
Poseen enzimas asociadas que realizan numerosas actividades metabólicas, como la síntesis de
celulosa o de ácido hialurónico, fosforilaciones, producción de energía, síntesis de lípidos,
etcétera. La adherencia celular a la matriz extracelular o a otras células en los tejidos animales
se debe a las moléculas presentes en la membrana plasmática.

12. Señalización celular
Cada minuto del día nuestro cuerpo lleva a cabo tareas complejas.
conserve la temperatura corporal o que mantenga nuestras manos lejos de la
estufa caliente.
• Las células se comunican todo lo necesario para ayudarle a funcionar. Esta
forma de comunicación eficiente y efectiva es un proceso llamado señalización
celular.
Consiste en un ejército de moléculas mensajeras que
difunden la señal a través de las células y entre éstas
(moléculas señalizadoras).
Estas señales pueden ser:
• Compuestos químicos (por ejemplo, nutrientes y toxinas)
• Impulsos eléctricos (por ejemplo, neurotransmisores que inducen señales
nerviosas a lo largo de los nervios)
• Estímulos mecánicos (por ejemplo, la distensión del estómago para señalizar que
uno ya está satisfecho)

13. Señalización química
Existen cuatro métodos generales de señalización química. Están agrupados por la
distancia que cada señal viaja entre las células emisoras y las receptoras.
1. Señalización autocrina – Cuando las células se envían mensajes a sí
mismas. En la señalización autocrina, la célula libera una señal química que
se enlaza a un receptor en su propia superficie. Este método puede parecer
extraño, pero la señalización autocrina es importante.
2. Señalización paracrina – Ésta ocurre a través de distancias cortas entre dos
células. Este método de comunicación permite a las células coordinar
movimiento y actividad con sus vecinas. Un ejemplo: señalización sináptica,
que es cuando la señalización se da a través de la pequeña brecha existente
entre dos neuronas.
Esta brecha también se conoce como sinapsis. También
podemos llamarlos neurotransmisores.

16. 3. Señalización endocrina – Las células utilizan este método para enviar
mensajes a través de distancias largas. Las señales endocrinas viajan por
el torrente sanguíneo para llegar a los tejidos y células blanco. Las señales
que se originan en una parte del cuerpo y viajan a su objetivo a través del
torrente sanguíneo se llaman hormonas. La hormona del crecimiento es
un excelente ejemplo.
La glándula pituitaria libera esta hormona, que
estimula el crecimiento en las células, el cartílago y los
huesos

17. Señalización endocrina: la
hormona del crecimiento deja la
glándula pituitaria y viaja a través
del torrente sanguíneo hacia las
células en todo el cuerpo. La
hormona entonces les indica a las
células de los huesos y los
cartílagos dividirse, ayudándonos a
ganar estatura y fuerza.

18. Señalización por contacto directo – Las uniones comunicantes, pequeños
canales que conectan células vecinas, se encuentran en plantas y animales. Estas
uniones comunicantes están llenas de agua y permiten que pequeñas células de
señalización viajen a través del canal

19. Señalización eléctrica y mecánica
Muchas células también responden a señales eléctricas y mecánicas. Dos
ejemplos bien conocidos de esto sería la regulación del ritmo cardiaco
(eléctrica) o la señalización del crecimiento del músculo después de hacer
ejercicio (mecánica).
Corazón está compuesto de cuatro
cámaras. Dos suministran sangre a
los pulmones, mientras que las
otras dos envían sangre al resto del
cuerpo. Dividir el trabajo significa
que nuestro corazón no lata de
golpe. El corazón late más como
una ola que se mueve a través del
océano.
Este método de latido bien definido es iniciado y
sincronizado por señales eléctricas.

20. Cuando las células de los músculos se estiran, los
iones de calcio inundan la célula del músculo.
• Este flujo de iones de calcio es el intermediario,
cambiando la señal mecánica a una señal
química. La presencia de iones de calcio
señaliza varias vías de señalización celular
dentro del músculo, incluyendo a las hormonas
responsables del crecimiento muscular.

23. Como reconocen las células las señales?
Largas proteínas llamadas receptores ayudan a las células a
reconocer las señales que les son enviadas. Los receptores pueden
localizarse tanto dentro como fuera de la célula, o pueden estar
anclados a una membrana celular.
Existen dos clases de receptores:
receptores intracelulares y
receptores que están en la superficie
celular.

24. Los receptores intracelulares están dentro de la célula. Las
moléculas señalizadoras deben viajar a través de los poros de la
membrana celular para llegar a este tipo de receptor y provocar
una respuesta.

25. Los receptores de la superficie celular son receptores a los que es fácil
llegar. Estas proteínas receptoras están incrustadas en la membrana
de la célula. Se unen a moléculas señalizadoras que están fuera de la
célula, pero finalmente transmiten el mensaje internamente.
No importa si la señal es recibida
dentro o fuera de la célula. Una
vez que una molécula
señalizadora está debidamente
unida a la proteína receptora
correcta, ésta inicia la señalización
celular dentro de la célula.

26. Características
La membrana plasmática de la célula es una estructura altamente diferenciada. Cada
tipo de célula tiene, en su membrana externa, proteínas específicas que le ayudan a
controlar el medio intracelular y que interaccionan con señales específicas de su
entorno.
The life cycle of SARS-CoV-2 in
host cells; begins its life cycle
when S protein binds to
the cellular receptor ACE2.
Adnan Shereen, M., Khan, S., Kazmi, A., Bashir, N., Siddique, R., COVID-19 infection: origin, transmission, and characteristics of
human coronaviruses, Journal of Advanced Research (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.jare.2020.03.005

27. Como atraviesan las sustancias la membrana
• Definiciones
– Fluido (Liquido o gas): cualquier sustancia física que se puede
mover o cambiar de forma
– Concentración: Es el numero de moléculas en una unidad de
volumen dada
– Gradiente: Una diferencia física entre dos regiones del espacio, que
hace que se mueva una molécula de una región a otra.
• Difusión: Es el movimiento neto de moléculas en un gradiente de
concentración alta a baja.
• Cuanto mayor el gradiente de Concentración, mas rápida la velocidad
de difusión.

29. Movimiento a través de la membrana
• Transporte Pasivo: entran y salen sustancia de la célula por
gradientes de concentración.
– No hay gasto de energía-si no va en contra de un gradiente.
– Los lípidos y las proteínas regulan el movimiento, la dirección y que
entra a la célula.
– Ej. Montar en bicicleta de bajada.

30. • El agua entra por osmosis a la célula.
• Casi todas la membranas son permeables
al agua
• El fluido extracelular debe ser :
• Isotónico: La concentración de agua afuera
de la Celular es la misma que en el interior
• Hipertónico: Soluciones que tiene una
concentración de partículas disueltas más
alta que en el citoplasma, lo que hace que
salga agua de la célula.
• Hipotónica: Soluciones que tiene un
concentración de partículas disueltas más
baja que en el citoplasma de una célula.
Hace que entre agua a la célula.

31. • Transporte Activo: Utiliza energía para mover moléculas en contra de
un gradiente de concentración.
– Todas las moléculas necesitan transportar algún compuesto “cuesta
arriba”. Ej Nutrientes esenciales.
– El ATP, cede energía a la proteína, lo cual la altera en su forma.
Estas proteínas se llaman también Bombas
• Endocitosis: La membrana adsorbe la gota de fluido o partícula en su
interior o estrangula una parte de la membrana, llamada Vesícula.
• Pinocitosis: Introducir liquido a la Célula. En la Membrana se forma
una depresión hacia adentro de la célula.
• Exocitosis: Deshacerse de Material indeseable (Productos de desecho).
Acá una vesícula sube hasta la membrana uniéndose a ella, expulsando
el material.

34. Gracias