Unidad 2: Célula
Tema: Membrana
8º básico
Resumen célula
• Los principales elementos son CHONPS, aunque también es posible
encontrar otros minerales como Ca, K, Na, Mg, Cl, Fe y I.
• Las biomoléculas principales son: el agua, los lípidos, las proteínas,
los carbohidratos y los ácidos nucleicos. Estos constituyen a las
estructuras de todos los seres vivos.
• Dos principales tipos: procariontes (s/ núcleo) y eucariontes (c/
núcleo).
• Las funciones en las células se asocian a estructuras en particular.
• La separación en compartimentos formados por membranas
(organelos), permite optimizar las funciones.
ESTRUCTURA
Estructura de la Membrana Celular
• El grosor de la membrana es de 7.5 a 10 nanómetros (nm).
• No es visible en el microscopio de luz.
Mitocondria
Membrana plasmática
Núcleo
Membrana plasmática
Componentes de la membrana
COMPOSICIÓN
MEMBRANA
CELULAR
PROTEÍNAS
60%
Integrales
Periféricas
Anclaje
LÍPIDOS
40%
Fosfolípidos
Colesterol
HIDRATOS
DE CARBONO
(Glicocálix)
Glicolípidos
Glicoproteínas
Fosfolípidos en agua
En agua, los fosfolípidos forman
espontáneamente una bicapa o lámina doble
muy estable.
Modelos de Membrana
Modelo de Danielli, Dawson y
Robertson (1953)
• Los lípidos forman una
bicapa lipídica.
• Las proteínas:
– en la superficie
– forman una estructura
continua.
• Llamado “Modelo de
sándwich”.
Modelo de Singer y Nicholson
(1972)
• Los lípidos forman una
bicapa lipídica.
• Las proteínas:
– en la superficie
– forman una estructura
discontinua, dispersa pero no
al azar.
• Llamado “Modelo de
Mosaico Fluido”
Modelo de
Sándwich
Modelo de
Mosaico Fluido
Componentes básicos de las
membranas
• Proteínas: median las
funciones de la membrana.
– Transporte
– Reacciones enzimáticas
– Comunicación
– Eslabones estructurales
entre el citoesqueleto y la
matriz extracelular
– Receptores
– Reconocimiento
• Lípidos: Constituyen
aproximadamente un 50% de
la masa de la mayoría de
membranas plasmáticas de las
células animales
• Existen 3 tipos principales de
lípidos en las membranas
celulares
– Fosfolípidos
– Colesterol
– Glucolípidos
Componentes bioquímicos de las membranas
FOSFOLIPIDOS
O
PO O-
O
CH2CHCH2
Grupo
Hidrofílico
(polar)
Colas
Hidrofóbicas
(no polar)
Doble enlace cis
O
PO O-
O
CH2CHCH2
Cadenas hidrocarbonadas
Saturadas rectas
Cadenas hidrocarbonadas
Insaturadas con dobles enlaces cis
Grupo de
cabeza polar
Principales Fosfolípidos
• Fosfatidiletanolamina
• Fosfatidilserina (-)
• Fosfatidilcolina
• Esfingomielina
La bicapa lipídiaca de la membrana plasmática es asimétrica
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Fosfatidilcolina
EsfingomielinaEspacio Extracelular
Citosol
Movimientos de los Fosfolípidos
Componentes bioquímicos de las membranas
GLICOLIPIDOS
• Lípidos que contienen oligosacáridos
• Se encuentran únicamente en la mitad exterior de la
bicapa
• Suelen constituir el 5% de las moléculas lipídicas de
la monocapa exterior.
Espacio Extracelular
Citosol
Componentes bioquímicos de las membranas
COLESTEROL
Cabeza polar
Estructura
rígida
del anillo
esteroide
Cola
hidrocarbonada
no polar
Posición del colesterol
en la bicapa
Cabeza polar
Región rígida
de colesterol
Región más
fluída
¿De qué depende la fluidez de la
membrana?
• La fluidez de las bicapas lipídicas depende de (i) su composición lipídica y (ii) de la
temperatura
• Temperatura
• Composición lipídica: Los dobles enlaces cis de las cadenas hidrocarbonadas
insaturadas aumentan la fluidez de la bicapa fosfolipídica, al hacer que el
empaquetamiento de las cadenas sea más difícil
LíquidoViscoso
Calor
Transición de fase
Viscoso Líquido
¿De qué más depende la fluidez de la
membrana?
• La presencia de colesterol disminuye la
fluidez haciendo que las cadenas de los
fosfolípidos se junten, compacten y
cristalicen (mayor rigidez).
• En situaciones de altas temperaturas,
mayor colesterol da mayor estabilidad.
• En situaciones de bajas temperaturas,
mayor colesterol da mayor fluidez.
Componentes bioquímicos de las membranas
PROTEINAS (I)
• La mayor parte de sus funciones están
desempeñadas por proteínas:
– Transporte
– Comunicación
– Reconocimiento
• La cantidad y el tipo de proteínas de una
membrana reflejan su función.
Componentes bioquímicos de las membranas
PROTEINAS (II)
• Proteínas integrales:
– Unidas a los lípidos íntimamente,
– Atraviesan la bicapa lipídica una o varias veces
(proteínas de transmembrana).
• Proteínas periféricas:
– Localizadas a un lado u otro de la bicapa lipídica.
– Unidas débilmente a los lípidos u otras proteínas
integrales por enlaces de hidrógeno
Componentes bioquímicos de las membranas
GLICOPROTEINAS
Experimento de L. Frye y M. Edidin
(1979)
TRANSPORTE Y UNIONES
Transporte
Solvente Osmosis
Soluto
Pequeño
Pasivo
Difusión simple
Difusión facilitada
Activo
Bombas uniport
Bombas antiport
Bombas simport
Grande
Endocitosis
Pinocitosis
Mediada por
receptor
Fagocitosis
Exocitosis
Conceptos importantes
• Concentración: cantidad de un soluto en una determinada cantidad
de solvente.
• Gadiente de concentración: Diferencia de concentraciones de
moléculas entre el interior y el exterior de la célula.
• Movimiento browniano: El movimiento que lleva a cabo una
partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido. Se caracteriza
por ser continuo y muy irregular.
• Difusión: Movimiento de moléculas a través de una membrana
selectivamente permeable a favor del gradiente de concentración.
• Osmosis: Movimiento de moléculas de agua a través de una
membrana selectivamente permeable a favor del gradiente de
concentración.
Difusión
Difusión
• La velocidad dependerá de:
1. La energía cinética (que depende de la
temperatura).
2. El gradiente de concentración.
3. El tamaño de las moléculas.
4. La solubilidad de las moléculas en la
porción hidrofóbica de la bicapa.
Osmosis
• Difusión de agua a través de una membrana que permite
el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría
de solutos.
• La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir
el movimiento del agua a través de una membrana semi-
permeable que separa dos soluciones de diferentes
concentraciones.
• Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del número
de partículas).
• No depende de la masa ni la carga de las moléculas.
Movimiento de moléculas y el medio
ambiente:
• Soluto: Molécula que se
disuelve en una solución.
• Solvente: Sustancia capaz
de disolver las moléculas
de soluto (generalmente
agua).
• Medio hipertónico: Mayor
cantidad de moléculas de soluto
fuera de la célula que dentro.
• Medio hipotónico: Menor
cantidad de moléculas de soluto
fuera de la célula que dentro.
• Medio isotónico: igual cantidad
de moléculas de soluto fuera y
dentro de la célula
Osmosis y membrana celular
CrenaciónHemólisis
PlasmolisisTurgencia (normal)
Célula
Animal
Célula
Vegetal
Transporte Pasivo
Transporte Activo
Tipos de Transporte Activo
Uniport
Simport
Antiport
Transporte mediado por vesículas
• Transporte de grandes partículas o sustancias.
• La célula forman vesículas membranosas
donde se engloban productos de ingestión o
desecho.
• Existen dos tipos:
– Endocitosis
– Exocitosis
Endocitosis - Pinocitosis
Endocitosis – Mediada por receptor
Endocitosis - Fagocitosis
Exocitosis
Uniones celulares
Uniones
Anclaje o Desmosomas
Herméticas (Estrechas u
ocluyentes)
En hendidura o
comunicante
Plasmodesmos
(vegetales)
Permiten la
formación de
los tejidos.
Desmosomas
• Permiten unir dos
células.
• Proteína: cadherina
• Se une con filamentos
intermedios.
Si la unión es con la MEC:
hemidesmosoma
(integrinas)
Herméticas
• Sellan el espacio entre
células.
• Proteína: ocludina y
claudinas.
En hendidura (gap)
• Comunicación entre los
citoplasmas.
• Proteína: conexina
– 6 conexinas = 1 conexón
– 2 conexones = 1 gap
Plasmodesmos
• Desmotúbulo:
prolongación del
rétículo
endoplasmático.
• Conexión membranosa.

Membrana celular

  • 1.
    Unidad 2: Célula Tema:Membrana 8º básico
  • 2.
    Resumen célula • Losprincipales elementos son CHONPS, aunque también es posible encontrar otros minerales como Ca, K, Na, Mg, Cl, Fe y I. • Las biomoléculas principales son: el agua, los lípidos, las proteínas, los carbohidratos y los ácidos nucleicos. Estos constituyen a las estructuras de todos los seres vivos. • Dos principales tipos: procariontes (s/ núcleo) y eucariontes (c/ núcleo). • Las funciones en las células se asocian a estructuras en particular. • La separación en compartimentos formados por membranas (organelos), permite optimizar las funciones.
  • 3.
  • 4.
    Estructura de laMembrana Celular • El grosor de la membrana es de 7.5 a 10 nanómetros (nm). • No es visible en el microscopio de luz. Mitocondria Membrana plasmática Núcleo Membrana plasmática
  • 5.
    Componentes de lamembrana COMPOSICIÓN MEMBRANA CELULAR PROTEÍNAS 60% Integrales Periféricas Anclaje LÍPIDOS 40% Fosfolípidos Colesterol HIDRATOS DE CARBONO (Glicocálix) Glicolípidos Glicoproteínas
  • 6.
    Fosfolípidos en agua Enagua, los fosfolípidos forman espontáneamente una bicapa o lámina doble muy estable.
  • 7.
    Modelos de Membrana Modelode Danielli, Dawson y Robertson (1953) • Los lípidos forman una bicapa lipídica. • Las proteínas: – en la superficie – forman una estructura continua. • Llamado “Modelo de sándwich”. Modelo de Singer y Nicholson (1972) • Los lípidos forman una bicapa lipídica. • Las proteínas: – en la superficie – forman una estructura discontinua, dispersa pero no al azar. • Llamado “Modelo de Mosaico Fluido”
  • 8.
  • 9.
    Componentes básicos delas membranas • Proteínas: median las funciones de la membrana. – Transporte – Reacciones enzimáticas – Comunicación – Eslabones estructurales entre el citoesqueleto y la matriz extracelular – Receptores – Reconocimiento • Lípidos: Constituyen aproximadamente un 50% de la masa de la mayoría de membranas plasmáticas de las células animales • Existen 3 tipos principales de lípidos en las membranas celulares – Fosfolípidos – Colesterol – Glucolípidos
  • 10.
    Componentes bioquímicos delas membranas FOSFOLIPIDOS O PO O- O CH2CHCH2 Grupo Hidrofílico (polar) Colas Hidrofóbicas (no polar) Doble enlace cis O PO O- O CH2CHCH2 Cadenas hidrocarbonadas Saturadas rectas Cadenas hidrocarbonadas Insaturadas con dobles enlaces cis Grupo de cabeza polar
  • 11.
    Principales Fosfolípidos • Fosfatidiletanolamina •Fosfatidilserina (-) • Fosfatidilcolina • Esfingomielina La bicapa lipídiaca de la membrana plasmática es asimétrica Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfatidilcolina EsfingomielinaEspacio Extracelular Citosol
  • 12.
    Movimientos de losFosfolípidos
  • 13.
    Componentes bioquímicos delas membranas GLICOLIPIDOS • Lípidos que contienen oligosacáridos • Se encuentran únicamente en la mitad exterior de la bicapa • Suelen constituir el 5% de las moléculas lipídicas de la monocapa exterior. Espacio Extracelular Citosol
  • 14.
    Componentes bioquímicos delas membranas COLESTEROL Cabeza polar Estructura rígida del anillo esteroide Cola hidrocarbonada no polar Posición del colesterol en la bicapa Cabeza polar Región rígida de colesterol Región más fluída
  • 15.
    ¿De qué dependela fluidez de la membrana? • La fluidez de las bicapas lipídicas depende de (i) su composición lipídica y (ii) de la temperatura • Temperatura • Composición lipídica: Los dobles enlaces cis de las cadenas hidrocarbonadas insaturadas aumentan la fluidez de la bicapa fosfolipídica, al hacer que el empaquetamiento de las cadenas sea más difícil LíquidoViscoso Calor Transición de fase Viscoso Líquido
  • 16.
    ¿De qué másdepende la fluidez de la membrana? • La presencia de colesterol disminuye la fluidez haciendo que las cadenas de los fosfolípidos se junten, compacten y cristalicen (mayor rigidez). • En situaciones de altas temperaturas, mayor colesterol da mayor estabilidad. • En situaciones de bajas temperaturas, mayor colesterol da mayor fluidez.
  • 17.
    Componentes bioquímicos delas membranas PROTEINAS (I) • La mayor parte de sus funciones están desempeñadas por proteínas: – Transporte – Comunicación – Reconocimiento • La cantidad y el tipo de proteínas de una membrana reflejan su función.
  • 18.
    Componentes bioquímicos delas membranas PROTEINAS (II) • Proteínas integrales: – Unidas a los lípidos íntimamente, – Atraviesan la bicapa lipídica una o varias veces (proteínas de transmembrana). • Proteínas periféricas: – Localizadas a un lado u otro de la bicapa lipídica. – Unidas débilmente a los lípidos u otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno
  • 19.
    Componentes bioquímicos delas membranas GLICOPROTEINAS
  • 21.
    Experimento de L.Frye y M. Edidin (1979)
  • 22.
  • 23.
    Transporte Solvente Osmosis Soluto Pequeño Pasivo Difusión simple Difusiónfacilitada Activo Bombas uniport Bombas antiport Bombas simport Grande Endocitosis Pinocitosis Mediada por receptor Fagocitosis Exocitosis
  • 24.
    Conceptos importantes • Concentración:cantidad de un soluto en una determinada cantidad de solvente. • Gadiente de concentración: Diferencia de concentraciones de moléculas entre el interior y el exterior de la célula. • Movimiento browniano: El movimiento que lleva a cabo una partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido. Se caracteriza por ser continuo y muy irregular. • Difusión: Movimiento de moléculas a través de una membrana selectivamente permeable a favor del gradiente de concentración. • Osmosis: Movimiento de moléculas de agua a través de una membrana selectivamente permeable a favor del gradiente de concentración.
  • 25.
  • 27.
    Difusión • La velocidaddependerá de: 1. La energía cinética (que depende de la temperatura). 2. El gradiente de concentración. 3. El tamaño de las moléculas. 4. La solubilidad de las moléculas en la porción hidrofóbica de la bicapa.
  • 28.
    Osmosis • Difusión deagua a través de una membrana que permite el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría de solutos. • La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento del agua a través de una membrana semi- permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones. • Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del número de partículas). • No depende de la masa ni la carga de las moléculas.
  • 29.
    Movimiento de moléculasy el medio ambiente: • Soluto: Molécula que se disuelve en una solución. • Solvente: Sustancia capaz de disolver las moléculas de soluto (generalmente agua). • Medio hipertónico: Mayor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro. • Medio hipotónico: Menor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro. • Medio isotónico: igual cantidad de moléculas de soluto fuera y dentro de la célula
  • 30.
    Osmosis y membranacelular CrenaciónHemólisis PlasmolisisTurgencia (normal) Célula Animal Célula Vegetal
  • 31.
  • 32.
  • 33.
    Tipos de TransporteActivo Uniport Simport Antiport
  • 34.
    Transporte mediado porvesículas • Transporte de grandes partículas o sustancias. • La célula forman vesículas membranosas donde se engloban productos de ingestión o desecho. • Existen dos tipos: – Endocitosis – Exocitosis
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
    Uniones celulares Uniones Anclaje oDesmosomas Herméticas (Estrechas u ocluyentes) En hendidura o comunicante Plasmodesmos (vegetales) Permiten la formación de los tejidos.
  • 40.
    Desmosomas • Permiten unirdos células. • Proteína: cadherina • Se une con filamentos intermedios. Si la unión es con la MEC: hemidesmosoma (integrinas)
  • 41.
    Herméticas • Sellan elespacio entre células. • Proteína: ocludina y claudinas.
  • 42.
    En hendidura (gap) •Comunicación entre los citoplasmas. • Proteína: conexina – 6 conexinas = 1 conexón – 2 conexones = 1 gap
  • 43.

Notas del editor

  • #13 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.