Diapositivas del Bloque 5 - Biología - 2BGU AB

1. MEMBRANA CELULAR
O PLASMÁTICA
“La frontera de la vida”

2. Estructura de la Membrana Celular
• El grosor de la membrana es 7.5 a 10 nanómetros (nm) = 10-6 mm.
• No es visible en el microscopio de luz.
• La membrana se compone, casi completamente, de lípidos y
proteínas, adicionalmente presenta colesterol y azúcares.
Mitocondria
Membrana plasmática
Núcleo
Membrana plasmática

3. • Los fosfolípidos son el principal
componente estructural de todas las
membranas celulares.
• Cabeza polar hidrofílica: Afinidad
o permeabilidad al agua
– (glicerol + fosfato + colina, o
serina, etc. depende del tipo)
• Dos colas no polares: (dos ácidos
grasos) que son hidrofóbicas o
anfipáticas (poca permeabilidad al
agua).
Lípidos de Membrana
Cabeza
Símbolo
Colas

4. Fosfolípidos
Cabezas
hidrofílicas
Colas
hidrofóbicas
Líquido intersticial
Exterior de la Célula
Citoplasma
Interior de la Célula
– Las cabezas hidrofílicas se ubican hacia afuera y sus
colas hidrofóbicas se ubican hacia adentro de la
célula.
– En agua, los fospolípidos forman
espontáneamente una bicapa o
lámina doble muy estable

5. Lípidos de Membrana
• Esteroides como el Colesterol (célula
animal) y los Fitoesteroles (célula vegetal)
cumplen un papel importante regulando la
resistencia y la fluidez de las membranas.
El Colesterol representa un 23% de los lípidos de membrana

6. • Permiten el movimiento de materiales a través de la
membrana y la recepción de señales químicas desde el
ambiente externo de la célula.
• Existen dos tipos generales de proteínas de membrana:
- Proteínas integrales o transmembrana: penetran
completamente la bicapa fosfolipídica y tienen regiones
hidrofóbicas.
- Proteínas periféricas: no atraviesan toda la bicapa
fosfolipídica y carecen de regiones hidrofóbicas (presentan
regiones polares o cargadas). Están asociadas a proteínas
integrales y a lípidos.
Proteínas de Membrana

7. Proteínas de Membrana

8. Función de las Proteínas de Membrana
1. Transporte
• Permiten y regulan el paso de sustancias que por su tamaño, carga,
concentración no atraviesan por difusión la membrana plasmática.
• Transportadores pasivos:
– Canales iónicos (Na+, K+, Ca2+, Cl-)
– Proteínas facilitadoras.
• Transporte activo

9. Función de las Proteínas de Membrana
2. Comunicación
• Célula – medio extracelular:
reciben estímulos eléctricos o
químicos (ej. hormonas).
• Célula – célula: reciben y
envían estímulos químicos y
eléctricos entre las células.
UNION
Estrecha
Desmosomas
Membrana
plasmática
adyacente
Matriz
extracelular
UNION
Comunicante

10. Función de las Proteínas de Membrana
3. Estructurales o Anclaje
• Proteínas estructurales o de anclaje: hacen de
"eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz
extracelular.

11. Función de las Proteínas de Membrana
4. Reconocimiento
• Algunas Glucoproteínas (proteína + carbohidrato),
hacen específicas las células para un tejido, órgano y
hasta para un organismo.

13. • Carbohidratos como glucosa o galactosa se fijan a proteínas
o a fosfolípidos, por fuera de la membrana plasmática, formando
glucoproteínas o bien glucolípidos.
• Son importantes para el reconocimiento de moléculas específicas.
• Ayudan a mantener unidas las células vecinas.
Carbohidratos de Membrana

14. Teoría del Mosaico Fluido
• Movimiento de los fosfolípidos:
• Flip - Flop: pueden saltar de una
monocapa a la otra; se produce poco
por que requiere gran gasto de energía.
• Difusión lateral: cambian de lugar con
fosfolípidos vecinos, dentro de la misma
monocapa unas 107 veces por
segundo.
• Rotación: giran sobre su eje
longitudinal con rapidez.
• Flexión: Separación y aproximación de
los extremos de las colas, por flexión de
las cadenas carbonadas de los ácidos
grasos.

15. Funciones de la Membrana Plasmática
• Protege la célula o a la organelas del medio externo.
• Mantiene una forma estable de la célula u organela.
• Regula el transporte de sustancias y energía hacia adentro
o hacia afuera de la célula u orgánulo
• Permite la comunicación entre las células adyacentes.
• Permite el reconocimiento celular.
• Permite la movilidad de algunas células u orgánulos

16. Permeabilidad Selectiva
• Capacidad de la membrana de incorporar las sustancias necesarias
para la célula y descartar los desechos celulares.
– Impide que algunas sustancias, como las proteínas y los lípidos, entren a
la célula.
– Permite el paso de azúcares simples, oxígeno, agua y bióxido de carbono.
• La Permeabilidad a través de la membrana depende de factores:
– Solubilidad en los lípidos: Sustancias liposolubles (ej. moléculas
hidrófobas, no polares) penetran con facilidad la bicapa de
fosfolípidos. Por otro lado el agua no pasa con facilidad.
– Tamaño: Muchas moléculas de gran tamaño (glucosa, proteínas,
aminoácidos, ácidos nucleicos) no pasan a través de la bicapa de
fosfolípidos
– Carga: Moléculas cargadas y los iones (k+, Mg+2, Ca+2, Cl-) no
pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana.

17. Mecanismos de
Transporte de Membrana

18. Transporte Pasivo
• No requiere el consumo de
energía (ATP).
• El movimiento ocurre por
diferencias en la concentración
y en las cargas eléctricas de
las sustancias en ambos lados
de la membrana.
• Tenemos los siguientes
mecanismos:
– Difusión simple
– Ósmosis
– Difusión facilitada
EQUILIBRIO
Moléculas
de colorante Membrana
EQUILIBRIO

19. Difusión Simple
• El movimiento de moléculas se da
a través de la membrana de
fosfolípidos, de un gradiente de
alta concentración a baja
concentración.
• Cuando mayor es el gradiente de
concentración, más rápida es la
velocidad de difusión.
• Si no intervienen otros procesos,
la difusión continuará hasta
eliminar el gradiente de
concentración.
• Moléculas solubles en lípidos como
etanol, y moléculas pequeñas
como H2O, CO2 y O2.
Citoplasma
Exterior de la Célula
O2
CO2 CO2
O2 O2
CO2
Mayor
concentración
Mayor
concentración
Menor
concentración
Menor
concentración

20. Osmosis
• En la osmosis, el agua
viaja desde un área de
baja concentración de
soluto a un área de alta
concentración del soluto
Solución
hipotónica
Molécula
de soluto
Solución hipotónica
Solución
hipertónica
Membrana
selectiva
permeable
Solución hipertónica
Membrana
selectiva
permeable
FLUJO DE AGUA
Moléc de soluto con
moléculas de agua
Moléculas de agua

21. • Osmosis induce a las células a contraerse en soluciones
hipertónicas e hincharse en soluciones hipotónicas
– El control del balance de agua entre células y su entorno
osmorregulación, es esencial para los organismos
SOLUCION
ISOTONICA
SOLUCION
HIPOTONICA
SOLUCION
HIPERTONICA
(1) Normal
(4) Flacida
(2) Lisada
(5) Turgente
(3) Plasmolizada
(6) Plasmolizada
CELULA
ANIMAL
CELULA
VEGETAL

22. • Moléculas que por su tamaño o carga no difunden libremente a
través de la membrana y utilizan canales acuosos formados por
proteínas integrales de membrana (porinas) para moverse hacia
adentro y afuera de la célula.
• Estos canales son usados para la glucosa y pequeños iones con
carga tales como K+, Na2+, Cl-. En el caso del agua se llaman
acuaporinas
• La velocidad de transporte es muy alta (107-108 iones/seg.)
Difusión Facilitada

23. • Las células utilizan energía (ATP) durante el transporte.
• La proteína transportadora bombea activamente un
soluto determinado a través de una membrana en contra
del gradiente de concentración del soluto.
Transporte Activo

24. Proteína de transporte
1
FLUID0
EXTRACELULAR
Primer
soluto
Primer soluto, en el
interior de la célula,
se une a la proteína
Proteína de transporte
fosforilada
2
ATP transfiere un
fosfato a la
proteína
3
Proteína libera el soluto
fuera fuera de la célula
4 Segundo soluto se
une a la proteína
Segundo
soluto
5 El fosfato se separa
de la proteína
6
La proteína libera el
segundo soluto

25. Bomba de Sodio (Na+) y Potasio (K+)
• Es una proteína presente en todas las membranas
plasmáticas de las células animales, cuyo objetivo es
eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el
citoplasma.

26. Funciones de la Bomba
de Sodio (Na) y Potasio (K)
• Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen
celular
• Mantiene un potencial eléctrico de membrana
• Favorece la trasmisión de impulsos nerviosos
• Mantenimiento de los gradientes de sodio y potasio

27. Transporte mediado
por vesículas
Exocitosis y Endocitosis

28. • Requieren energía (ATP) para llevarse a cabo.
• Algunas sustancias más grandes como polisacáridos,
proteínas y otras células cruzan las membranas
plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso:
• Exocitosis
• Endocitosis:
– Fagocitosis
– Pinocitosis
– Endocitosis mediada por receptores
Exocitosis y Endocitosis

29. Exocitosis
• Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana,
se fusiona con la membrana y el contenido se vacía fuera
de la célula.
Fluido celular externo
Citoplasma

30. Exocitosis
• Organismos unicelulares
por ejemplo desechan sus
residuos metabólicos
mediante la formación de
vesículas que expulsan al
exterior

31. Tipos de Exocitosis
Secreción Constitutiva
Reponer membrana o proteínas
Secreción Reguladora
Secreción de enzimas u hormonas

32. Endocitosis
• Mediante la formación de vesículas o vacuolas a partir de la
membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas u
otras partículas.
• Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por
receptores.
Citoplasma
Líquido intersticial
Vesícula
Membrana Plasmática

33. Tipos de Endocitosis: Fagocitosis
• La membrana plasmática
forma prolongaciones
celulares que envuelven la
partícula sólida, englobándola
en una vacuola.
• Luego, uno o varios lisosomas
se fusionan con la vacuola y
vacían sus enzimas hidrolíticas
en el interior de la vacuola.
Pseudópodo
Alimento a
ser ingerido
FAGOCITOSIS

34. Tipos de Endocitosis: Pinocitosis
• La membrana celular se
invagina, formando una
vesícula alrededor del
líquido del medio externo
que será incorporado a la
célula.
• Luego se libera en el
citoplasma.
Membrana celular
PINOCITOSIS

35. Tipos de Endocitosis: mediada por receptor
• Las sustancias que serán transportadas al interior deben primero
acoplarse a las moléculas receptoras específicas. concentrados en
zonas particulares de la membrana (depresiones).
• Cuando los receptores están unidos con sus moléculas especificas,
se ahuecan y se cierran formando una vesícula.
Material unido a las
proteínas receptoras
ENDOCITOSIS MEDIADA
POR RECEPTORES
Membrana celular
CAVIDAD
citoplasm
a

36. Membrana Celular

37. Repaso

39. Mecanismos de Transporte

40. Proteínas de Membrana
• Proteínas estructurales o de anclaje: estas proteínas hacen
de "eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz
extracelular.
• Proteínas receptoras: que se encargan de la recepción y
transducción de señales químicas.
• Proteínas de transporte: mantienen un gradiente
electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos
iones.
• Estas a su vez pueden ser: Proteínas transportadoras: Son
enzimas con centros de reacción que sufren cambios
conformacionales.
• Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde
pasan los iones.