La membrana celular es una estructura flexible y resistente que rodea la célula. Según el modelo del mosaico fluido, está compuesta por una bicapa de lípidos con proteínas incrustadas. Regula el paso de sustancias a través de canales iónicos, transporte activo y pasivo. Esto permite a la célula controlar su composición interna y comunicarse con el exterior.

1. MEMBRANA CELULAR

2. El medio ambiente que circunda a las células de un ser vivo no es solo el lugar físico donde se encuentran. Cada célula está inmersa en un universo de sustancias químicas con las que interacciona de múltiples maneras y esa interacción condiciona sus respuestas y comportamientos.

3. El pasaje de sustancias a través de la membrana celular En la célula eucariota además de la membrana celular hay otras membranas que separan compartimentos internos a través de los cuales también ocurren intercambios. Representación de transporte en el aparato de golgi.

4. MEMBRANA CELULAR La membrana celular o membrana plasmática es una barrera flexible y resistente que rodea al citoplasma, tiene un modelo estructural denominado mosaico fluido , propuesto por Singer y Nicholson, que consiste en un mar de lípidos en movimiento constante, que contiene un mosaico de proteínas. Algunas proteínas flotan en los lípidos y otras se encuentran fijas en sitios específicos.

5. En la actualidad el modelo más aceptado es el propuesto por Singer y Nicholson (1972), denominado modelo del mosaico fluido , que presenta las siguientes características: Considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cemetante y las proteínas embebidas en ella, interaccionando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara externa. ESTRUCTURA: MODELO DEL MOSAICO FLUIDO

6. Repasamos.. Bicapa de fosfolípidos) Lado externo de la membrana Lado interno de la membrana Proteína intrínseca de la membrana Proteína canal iónico de la membrana Glicoproteína Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa Moléculas de colesterol Cadenas de carbohidratos Glicolípidos Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido

7. CLASES DE MEMBRANAS En general, las membranas pueden ser: Membranas permeables permiten el paso del soluto y del disolvente. Impermeables impiden el paso de ambos y Semipermeables permiten pasar el disolvente pero impiden el paso de determinados solutos. Esto último puede ser debido a diferentes causas. Así, por ejemplo, muchas membranas tienen pequeños poros que permiten el paso de las pequeñas moléculas y no de las que son mayores; otras, debido a su composición, permiten el paso de las sustancias hidrófilas y no de las lipófilas, o a la inversa.

8. PERMEABILIDAD SELECTIVA La membrana plasmática regula la entrada y salida de materiales, permitiendo la entrada de unos y restringiendo el paso de otros. A esta propiedad se le llama permeabilidad selectiva . La membrana es permeable cuando permite el paso, más o menos fácil, de una sustancia. La permeabilidad de la membrana depende de varios factores relacionados con las propiedades físico-químicas de la sustancia como:

9. Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que esta está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos. Tamaño : la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moléculas no polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos Carga : Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora.

10. También depende la permeabilidad de una membrana de la naturaleza de las proteínas de membrana existentes como son:

11. Canales proteicos: algunas proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos. Proteínas transportadoras : otras proteínas se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan del otro lado donde la liberan. En general, estos canales y proteínas transportadoras muy altamente selectivas permitiendo el paso a una única sustancia.

12. FUNCIONES La membrana celular funciona como una barrera semipermeable , permitiendo el paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella. Protección Ayudar a la compartimentalización subcelular Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares Permitir direccionar la motilidad celular Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y transducir la señal al citoplasma.

13. Permitir el reconocimiento celular. Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular Servir de sitio estable para la catálisis enzimática. Proveer de "puertas" que permitan el pasaje través de las membranas de diferentes células ( gap junction s) Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones ( junctions ) especializadas

14. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA Lípidos 40% Proteínas 50% Glúcidos 10%

15. LÍPIDOS Fosfolípidos, glucolípidos y colesterol . Son moléculas que presentan carácter anfipático . La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de movimiento , lo que le proporciona una cierta fluidez. El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros .

16. Movimiento interno Movimiento de los fosfolípidos en la membrana

17. PROTEÍNAS Proteínas integrales de la membrana: Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana . Proteínas periféricas de la membrana : Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno. Proteínas ancladas a lípidos: Localizada fuera de la bicapa de lípidos, pero unidas mediante enlaces covalentes a una molécula lipídica situada dentro de la bicapa.

18. Funciones de las proteínas de membrana

19. Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana. Gluco lípidos -> oligosacáridos unidos a lípidos Gluco proteínas -> oligosacáridos unidos a proteínas Esta cubierta de glúcidos representan el carnet de identidad de las células, constituyen la cubierta celular o glucocálix. GLÚCIDOS

20. Repasamos.. Glicoproteína Proteína periférica Proteína integral (receptor) Proteína integral (reconocimiento ) Proteína integral (canal) Proteína integral (adhesión) Proteína transporte facilitado Colesterol Filamentos proteicos Fosfolípido CITOPLASMA MEMBRANA PLASMÁTICA

21. TRANSPORTE DE MATERIALES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS PLASMATICAS MECANISMOS DE TRANSPORTE

22. TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE PASIVO ENDOCITOSIS EXOCITOSIS TRANSCITOSIS TRANSPORTE DE MOLECULAS DE BAJA MASA MOLECULAR TRANSPORTE DE MOLECULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR DIFUSIÓN FACILITADA DIFUSIÓN SIMPLE BOMBA DE SODIO-POTASIO OTRAS BOMBAS FAGOCITOSIS PINOCITOSIS MEDIADA POR UN RECEPTOR MECANISMOS DE TRANSPORTE OSMOSIS

23. Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células . La célula dispone de dos procesos : 1.- Transporte pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática. 2. Transporte activo : cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía para hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR

24. TRANSPORTE ACTIVO Y PASIVO El transporte activo usa energía para mover solutos en contra de un gradiente, en cambio en la difusión facilitada, los solutos se mueven en favor del gradiente de concentración y no es necesario el uso de energía Los solutos de mayor importancia biológica requieren portadores proteínicos para atravesar la membrana, por procesos pasivos o activos.

25. 1.- TRANSPORTE PASIVO A.- DIFUSION SIMPLE Difusión: Movimiento neto de una sustancia a favor de su gradiente de concentración que va de una región de concentración alta a otra de concentración baja.

26. B.- OSMOSIS Es el flujo de agua a través de una membrana semipermeable de la región de baja concentración de soluto a la región de alta concentración de soluto. “ La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones”

27. hipertónica hipotónica membrana semipermeable Comportamiento de 2 disoluciones separadas por una membrana semipermeable. Presión osmótica

28. Proceso de osmosis en células hemáticas

29. Osmosis en células vegetales

30. Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar con la ayuda de una proteína transportadora. C.- DIFUSIÓN FACILITADA

31. La célula utiliza energía metabólica para desplazar iones o moléculas de un lado a otro de una membrana contra su gradiente de concentración. En la bomba de Na y K se usa ATP para bombear iones sodio hacia fuera de la célula y iones potasio hacia dentro. 2.- TRANSPORTE ACTIVO Quimio osmosis MEDIADO POR PORTADORES

32. En la bomba de Na y K se usa ATP para bombear iones sodio hacia fuera de la célula y iones potasio hacia dentro.

33. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR Endocitosis: Proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Tipos de endocitosis 1. Pinocitosis 2. Fagocitosis 3. Endocitosis mediada por un receptor

34. 1.- Pinocitosis Ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.

35. 2. Fagocitosis Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.

36. 3. Endocitosis mediada por un receptor M ecanismo por el que sólo entra la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana. Hay que recalcar que hay células en las que la pinocitosis no precisa moléculas de clatrina ni trisqueliones, sino que están revestidas de otras proteínas llamadas caveolinas.