1.
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL
ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFIA LETRAS Y CIENCIAS DE LA
EDUCACION
PEDAGOGIA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES QUIMICA Y
BIOLOGIA
MEMBRANA CELULAR
BIOLOGÍA GENERAL Y CELULAR

2.
Membranas celulares
Permeabilidad de las membranas
Ejercen diferentes actividades
1.-Constituyen
verdaderas barreras
permeables selectivas
que controlan el pasaje
de iones y moléculas de
pequeñas
2.-Proveen el soporte físico
para la actividad ordenada
de las enzimas
3.-Tiene pequeñas
vesículas transportadoras
que hacen posibles el
desplazamiento de
sustancias por el
citoplasma
4.-Presenta procesos de
endocitosis y exocitosis en
donde el por el primero
incorpora sustancias y por el
segundo los elimina
5.-Posee receptores de moléculas
provenientes de exterior tales como
hormonas, neurotransmisores los
cuales dan señales que se
transmiten al interior de la cèlula
Delgada capa de 6 a 10 nm
compuesta por lípidos ,proteínas e
hidratos de carbono

3.
Extructura de las membranas celulares
Corresponde a una bicapa
lipídica
Son fosfolípidos de diferente
clase y colesterol y tienen
forma de moléculas que
poseen una cabeza hidrófila
polar y largas cadenas
hidrocarbonadas apolares
Cuando los fosfolípidos se colocan entre
un aceite y una solución acuosa estas
forman una monocapa de modo que
quedan de manera perpendicular
Si los fosfolípidos son empujados hacia el
interior de la solución acuosa forman pequeñas
vesículas con las cabezas hidrofílicas en la
periferia
En cambio las soluciones acuosas puras
forman bicapas llamadas liposomas en
donde estas pueden funcionarse con la
membrana plasmática y se los utiliza para
incorporar diversos compuestos a la cèlula.
Las bicapas lipídicas artificiales se forman
al colocarse fosfolípidos entre medios
acuosos y sirven para estudiar la
permeabilidad y las propiedades fisio
químicas de las membranas biologicas

4.
Los fosfolípidos son los lípidos mas abundantes en las membranas celulares
-El fosfolípido que mas abundan en las
membranas celulares es la fosfatidilcolina,
le siguen en este orden la
fosfatidiletanolamina, la fosfatidilserina, la
esfingomielina, fosfatidilinositol siendo el
ultimo el que tiene varios derivados.
-El colesterol es un componente
cuantitativo importante en la
membrana celular ya que este es
anfipático esto se refiere a que tiene la
propiedad de disolverse en agua.
-La fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositol,
la fosfatidilserina predominan en la capa
que esta en contacto con el citosol
-Mientras que los esfingomielina,
fosfatidilcolina predominan en la capa
no citosólica (membrana plasmática
que da al exterior en un organoíde la
que le da a su cavidad)
-La bicapa lipídica se comporta como una
estructura fluida en donde sus
componentes rotan de sus ejes
desplazándose libremente ala superficie
membranosa
Además de estos movimientos los lípidos
pueden pasar de una capa a otra por un
movimiento llamado flip-flop

5.
Las proteínas de las membranas celulares se clasifican en
integrales y perifericas
-Las proteínas periféricas se
hallan sobre ambas caras de
la membrana, ligada a las
cabezas de los fosfolípidos o a
las proteínas integrales por
unión no covalentes
-Son extraíbles con mayor
facilidad a base de soluciones
salinas
-Las proteínas integrales se hallan
empotradas en las membranas, entre
los lípidos de la bicapa
-Algunas se extiende dese la zona
hidrofílica de la bicapa hasta una de
las caras de la membrana por donde
emergen
-otras atraviesan la bicapa totalmente
de ahí que se les llame
transmembranas
-El extremo carboxilo de estas
proteínas suelen hallarse del lado
citosólico y el extremo amino en el
lado no citosólico
Posición de las proteínas integrales y
periféricas
Esquema de proteínas integrales transmembranosas y dos situadas en posición
periférica

6.
Las membranas celulares responden al modelo llamado de mosaico
fluido
-Es el movimiento que tiene las proteínas y los
lípidos al desplazarse y girar en su propio eje en
el plano de la bicapa
-La capacidad de migrar por la bicapa indicaría
que las interrelaciones entre las proteínas y lípidos
son efímeras sin embargo en la mayoría de casos
estas tienen estabilidad
-Los lípidos que rodean a una proteína ayudan a
asegurar la configuración electrónica de la proteína
-Algunas de las proteínas tiene restringido su
movilidad lateral ya que estas se hallan
unidas a componentes del citoesqueleto
-La unión oclusiva impide que la proteínas pasen
de un lado a otro del limite marcado por ellas

7.
La fluidez de las proteínas en la bicapa lipídica ha sido comprobada mediante
distintas técnicas biologicas
-La fluidez de la membrana
hace referencia al
desplazamiento de los
lípidos y de las proteínas en
el plano de la bicapa
-Si en un cultivo celular se
funcionan dos células de
diferentes de especies
diferentes se obtiene una
célula con dos núcleos
llamados heterocariòn
-La unió de células se
consigue con la ayuda de
un virus llamado Sendai
inactivo o del
polietilenglicol
Otro metodo utilizado es la
tecnica de recuperacion de
la fluorecencia despues del
fotoblanqueo mas
conocido como el FRAP
obtención del heterocarion al unirse dos especies diferentes

8.
los hidratos de carbono de las membranas celulares forman parte de
glicolipidos y de glicoproteinas
-Las membranas
celulares contienen entre
2 y 10% de hidratos de
carbono que se hallan en
la superficie
-Los glicolípidos se
clasifican en cerebrósidos
y gangliósidos
-Los cerebrósidos se
forman por la unión de
galactosa o de una
glucosa con la ceramida
-Las glicoproteínas contiene
oligosacáridos y polisacáridos
-Los oligosacáridos se hallan
ligados a las proteínas a
través de enlaces N-
glicósidos
-Los polisacáridos ligados a
proteínas son
glicosaminoglicanos y forman
glicoproteínas llamados
proteoglicanos

9.
Los hidratos de carbono cumple funciones relevantes en
las membranas celulares
-Los hidratos de carbono que se
localizan en la superficie no
citosólica cumplen diversas
funciones por ejemplo la protegen
de las enzimas hidrolíticas
presentes en el interior del
organoide
-Los hidratos de carbono de los
glucolípidos y glicoproteínas
forman cubiertas llamadas
glicocáliz
Las funciones del glicocàliz son las
siguientes:
1.- Proteger a la célula de
las agresiones mecánicas de
las células adyacentes
2.- Mantiene una carga
electrica negativa
3.-Los oligosacáridos son
necesarios para el proceso
de reconocimiento y de
adhesión celular

10.
Permeabilidad de las membranas celulares
Los solutos y las macromoléculas atraviesan las
membranas celulares mediante mecanismos diferentes
-La permeabilidad es el paso de iones o
moléculas pequeñas (solutos)
-Las macromoléculas para atravesar las
membranas celulares utilizan canales
proteicos especializados llamados
translocones

11.
El pasaje de solutos a través de la célula puede
ser pasivo o activo
Cuando "no consume energía" el proceso se denomina transporte pasivo y
"dependiente a la energía" se llama activo
-El transporte pasivo a través de
los componentes de la bicapa
están constituidas por proteínas
transmembranosas organizadas
para el pàso de solutos
-El transporte pasivo se denomina
difusión simple
-Se llama difusión facilitada al
transporte a través de canales
iónicos y las permeasas
-Se realiza desde los sitios mas concentrados hasta los de menor concentración y
se los denomina gradiente de concentración
-Si el soluto tiene carga electrica se denomina gradiente de voltaje
-A la suma de estos dos se lo llama gradiente electroquímico

12.
La difusión simple se produce a través de la capa
lipídica
-Es el transporte pasivo de
solutos entre
compartimentos acuosos
separados por membranas
semipermiables
-Las moléculas no polares
pequeñas difunden
libremente a traves de la
bicapa ;tambien lo hacen
compuestos liposolubles de
gran tamaño
-Las moléculas polares
como el glicerol y la urea
atraviesan fácilmente la las
membranas celulares ya que
son pequeñas y no poseen
carga eléctrica
-El sentido de las moléculas acuosas depende
del gradiente osmotico
-La difusión simple se realiza de forma
mas espontanea con una velocidad
directamente proporcional ala diferencia
de concentración
-El sentido de difusion depende del
lado en el lado en que se halla mas
concentrado el soluto

13.
La difusión facilitada se produce a través de
canales iónicos y de permeasas
• -El sentido de la difusión se realiza a
favor de los gradientes de
concentracion y voltaje
• La difusión facilitada es la fuerza que impulsa la
movilización de las partículas del soluto es el
gradiente por lo tanto no ocupa energía
• -Entonces la difusión facilitada es similar ala
difusión simple solo que la única diferencia es que
en la primera participa estructura proteicas y en la
segunda no
• A traves de permeasas y los
canales iónicos facilitan o en
algunas casos regulan la
transferencia de los solutos de
un lado de la membrana

14.
Existen dos clases de canales iónicos, los dependientes de
ligados y los dependientes de voltaje
Los canales iónicos son poros o túneles
hidrofílicos que atraviesan las membranas,
formando por proteínas integrales
Son altamente selectivos de modo que
hay canales específicos para cada tipo
de ion en donde los mas abundantes
son los canales para K( potasio)
El lado citosólico de la membrana
plasmática es electronegativa con
respecto al lado superior el cual
favorece o dificulta la salida de los
iones de carga positiva
Esquema que muestra el mecanismo de pasajes de los iones a través de los
canales iónicos dependientes de voltajes(arriba) y de le ligado ( abajo)

15.
Los ionòforos aumentan la permeabilidad de las
membranas biologicas a ciertos iones
-Es una sustancia que al incorporarse a la membrana biologicas y aumenta su permeabilidad
a diversos iones
-Se conocen dos tipos de ionòforos
-Los transportadores móviles atrapan al ion en un lado de la membrana lo engloban en el interior de sus
moléculas , giran en 180 grados en la bicapa y lo liberan al otro llamado de la membrana
-Los ionòforos formados de canales son conduvtos hidrofílicos que permiten el pasaje de cationes
monovalenytes

16.
Las acuaporinas son canales epsecializados que permite el
paso selectivo del agua
-No son canales iónicos
-Están constituidas por cuatro proteinas de 28 KDa iguales entre si denominadas CHIP
-Se realiza mediante el mecanismo de difusión simple

17.
Existen distintas clases de permeasas pasivas, involucradas en procesos
de monotrasnporte cotransporte y contratransporte
Las permeasas están constituidas por varias proteínas transmembranosas multipaso
Existen tres tipos de permeasas
Los monotransporte que
son las que transfieren un
solo tipo de soluto.
Los cotransporte que son
las que transportan dos
tipos de solutos
simultáneamente ambos
en el mismo sentido.
Los contratransporte
son los que transfieren
dos tipos de solutos en
sentidos contrarios.

18.
El transporte activo requiere energía
Cuando el transporte de un soluto se realiza en direccion contraria a su gradiantes de
concentración o de voltaje
Tienen lugar a
través de permeasas
llamadas bombas
El transporte de solutos
presentan las características
de especificidad y
saturabilidad señaladas
por el la difusión facilitada

19.
La bomba de Na+k+ es un sistema de contratransporte
-Es uno de los sistemas de
transporte activo mas
difundidos entre el interior
de las células y el liquido
extracelular
-Se lo denomina como bomba
de Na+K+ y tiene como función
expulsar Na+ al espacio
extracelular e introducir K+ en el
citosol
-El sistema necesita de
energía que se obtiene de
la hidrolisis del ATP
-Durante su funcionamiento , la
Na+K+-ATP atraviesan ciclos de
fosforilación y desfosforilación

20.
Algunos fármacos cardiotónicos inhiben la
bomba de Na+k+
-Es inhiben a los fármacos del tipo de la ouabaina y la digitoxina
-Estos bloquean el
contratrasporte de Na+ y
K+ en concentraciones de
10 elevado a la -5 M
-Estas actúan en la
superficie de las células
uniéndose a los sitios de
las subunidades a
reservados para los K+
-Impide la liberación del
fosfato ligado a la subunidad
del transportador como
consecuencia disminuye la
salida del Na+ al medio
extracelular
-Esto hace caer el rendimiento
de un conytratasportador
pasivo Na+ Ca+ en donde
ingresa Na+ en la celula y sale
Ca +que se retiene en el citosol

21.
Diversos transportadores pasivos,
aunque ajenos ala bomba de Na+K+
funcionan bajo su dependencia
Una bomba de Na+K+es
responsable de la formacion
de HCL gastrico
-Una amplia variedad de transportadores son impulsados
por el gradiente del Na+ generado por su bomba el cual
arrastra a los demás
-El transportador de glucosa y el contrasportador de
Na+K+ son responsables del transporte transcelular del
monosacáridos
-También lo es el contratransporte del Na+ y H+ en
donde el Na+ ingresa en el citosol favor de su gradiente
y se intercambia por el H+ que es expulsado de la
célula.
• -En la membrana plasmatica de las celulas parientales
de la mucosa gastrica existe una bomba de K+H+
• -Esta da lugar al contratransporte de K+ Y H+ con
gasto de energia
• -Hace que incremente los niveles de K+ en el
citosol y permite que se alcancen elevadas
concentraciones de H+ en la secreción gástrica
• -Como puede verse la formación de HCL en el jugo
gastrioo depende de la actividad de la bomba de K+ Y
H+.

22.
Distintas bombas de Ca2+ mantienen la concentración del ion en el
citosol en niveles muy bajos
• -La concentración de Ca2+en el citosol se mantienen en niveles bajísimos
debido a que existe un sistema que los expulsa
• -Tanto en las membranas plasmaticas como las membranas del reticulo
endoplasmatico existen bombas de Ca2+
• -Estas transfiere el cation desde el citosol hacia el espacio extracelular y
hacia el interior del retículo.
• -Al igla que la bomba de Na+K+ , la bomba de Ca2+requiere Mg 2+y
energia que toam del ATP

23.
Una bomba de H+ disminuye el pH de los lisosomas y los
endosomas
• Una alta concentración de H+en el interior de los endosomas y del los lisosomas es crusial
para la activación de sus enzimas hidrofílicas las cuales se hallan en condiciones de actuar
solo cuando el pH en esos organoides se reducen.
Existen dos tipos de transporte de H+ uno activo y otros pasivos
• El traslado de H+ a traves de la membrana interna de la mitocondria durante el avance
de los electrones por la cadena respiratoria es otro ejemplo de transporte activo
• El retornar del H+ a la matriz mitocondrial es a través de un trasportador pasivo

24.
Las MDR son transportadores que confieren resiatencia a ciertas
drogas
• Son proteínas que pertenecen
a una familia de
transportadores activos que
se identifican con las siglas
ABC (por ATP-binding
cassette)
• Los transportadores ABC se
encuentran normalmente
en las membranas de
muchos tipos celulares
• Tiene por función el eliminar
sustancias toxicas derivadas
del metabolismo celular
normal
• La AZT contribuye a la
resistencia de drogas
antivirales
• Las MDR bombean a las
drogas fueras de las
células lo que anula su
poder terapéutico

25.
En la fibrosis quística se halla alterado un
canal ionico para el Cl-
• Son graves desordenes causados por la producción de secreciones muy viscosas que
obstruyen la luz.
• Se manifiestan en individuos homocigotos que poseen mutado el gen codificador de la
proteína CFTR.
• Las proteínas CFTR se hallan involucradas en el transporte de Cl- a través de la membrana
plasmática y cuando el mecanismo de fibrosis quística es defectuosos este hace que el transporte
de Cl- a través de CFTR se bloquea disminuyendo la luz de los conductos afectados

26.
• La célula vegetal posé una gruesa
pared celular que envuelve a la
membrana plasmática como si tratara
de un exoesqueleto
La membrana plasmática y la pared de la célula
vegetal
La membrana plasmática las células vegetales se hallan rodeadas por una especie de
exoesqueletos
• Las celulas vegetales son muy similares a alas animales aunque presentan algunas
diferencias

27.
La pared celular contiene un reticulo
microfibrilar
• Esta compuesta por
principalmente por celulosa, el
producto mas abundante en la
tierra
• Se tratan de cadenas rectas de
polisacáridos formados por
unidades de glucosa
• Estas son cadenas formadas
por glucano mediante
uniones de hidrogeno
producen la microfibrilla
• Las microfibrillas tienen 25nm de
diámetro y esta compuesta por casi
2000 cadenas de glucano
• Las microfibrillas de la célula compone un enrejado cristalino que se
combina con la proteínas y con polisacáridos no celulósicos para
formar la pared celular
• La matriz de la pared celular contiene
algunos polisacáridos en donde los mas
importantes son:
-sustancias pecticas
-hemicelulosa

28.
La pared celular se compone de paredes primarias y
una secundaria
Estas se desarrollan secuencialmente y se distinguen por la composición de sus matrices y
por la disposición de de sus microfibrillas
• La pared celular primaria comienz a
formarse con la division celular a partir
de una estructura llamada placa
celular.
• La placa celular aparece durante la
telofase en el plano ecuatorial entre las
futuras células hijas.
• Esta capa contiene pectina un
compuesto amorfo que posee un
acido galacturonico.
• La pared celular secundaria
aparece cuando la célula alcanza
la madurez
• Esta contiene materiales
agradados sobre la superficie
interna de la pared celular primaria
• Esta queda comformada por celulosa,
hemicelulosa y esacasas sustancias
pecticas
Nota: Cuando la pared se lignifica la célula vegetal
muere

29.
Los componentes de la pared celular se origina en el complejo
de Golgi o en una relaciòn con la membrana plasmatica
• El aparato de Golgi es evidente en
ciertas algas cuyas paredes están
formadas por escamas
• La membranas del aparato de Golgi
polimerizan cadenas de glucosa para
formar microfibrilla de celulosa por
medio de glucosiltransferasas
• Las glucosiltransferasas son sintetizadas en ribozomas
asociadas a dicho reticuloen donde pasan al complejo de
golgi y de ahi a las membranas plasmaticas en cula se forma
la sintesis de las microfibrillas celulosicas
• El aparato de Golgi es una de las vías
principales para la biogénesis de la
celulosa y de otros componentes