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![TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO Bomba de Ca +2 Bomba de Na + /K + Mantiene ↓ [Ca +2 ] LIC Mantiene ↓ [Na + ] LIC ↑ [K + ] LIC LEC LIC Transporte de iones: Na + , K + , Ca +2 , H + , Cl - … Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas](https://image.slidesharecdn.com/membranaplasmatica-mlac-101021110551-phpapp01/85/Membrana-plasmatica-mlac-21-320.jpg)
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Membrana plasmatica mlac
El documento resume la estructura y función de la membrana celular. La membrana está compuesta principalmente de proteínas (60%) y lípidos (40%), los cuales forman una bicapa lipídica que envuelve y delimita la célula. Las proteínas cumplen funciones como transporte, reconocimiento y adhesión, mientras que los lípidos proveen la estructura básica. La membrana es semipermeable y controla el paso de sustancias a través de ella mediante transporte pasivo como la difusión, y transporte activo que
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- 1. MEMBRANA CELULARESTRUCTURA Y FUNCION Biología Celular y Genética Escuela de Obstetricia
- 2. MEMBRANA CELULAR Estaestructura envuelve a la célula , constituye el límite de ella tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm Unidad de membrana
- 3. ORGANIZACIÓN MOLECULAR DELA MEMBRANA CELULAR COMPOSICIÓN MEMBRANA CELULAR PROTEÍNAS 60% LÍPIDOS 40% HIDRATOS DE CARBONO (Glicocálix) Integrales Periféricas Anclaje Fosfolípidos Colesterol Clicolípidos Glicoproteínas
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- 5. LÍPIDOS DE MEMBRANAEn la membrana encontramos : fosfolípidos colesterol . ambos tienen carácter anfipático Se ubican formando una bicapa lipídica Se relacionan directamente con la fluidez v/s rigidez Dan asimetría a la membrana El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable) Disminuye la permeabilidad de la MP al agua
- 6. PROTEÍNAS DE LAMEMBRANA * Periféricas * Integrales * Ancladas a lípidos Mientras que los lípidos proveen la estructura a las membranas, muchas de las funciones son realizadas por las proteínas de la membrana. Algunas proteínas sirven de receptores que intervienen en procesos de reconocimiento y adhesión celular, otras actúan como transportadores, otras son enzimas y, finalmente otras son proteínas estructurales, que junto con los receptores, conectan la membrana con el plasmática con el citoesqueleto, con otra célula adyacente o con la matriz extracelular. Las proteínas constituyen ~50% de la masa de la membrana plasmática debido a que las moléculas lipídicas son mucho más pequeñas.
- 8. Se situan enla superficie externa de la membrana son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteinas (glucoproteinas). contribuyen a la asimetría de la membrana. constituyen la cubierta celular o glucocálix , a la que se atribuyen funciones fundamentales: GLUCOPROTEINAS
- 9. CARACTERÍSTICAS DE LAMEMBRANA Es una membrana fluida : debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos. Su composición es asimétrica : debido a la composición lipídica de las dos mitades, la cual es diferente. La capa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la capa interna encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los carbohidratos. Presenta permeabilidad selectiva : debido a que controla el paso de sustancias a través de ella Esta selectividad, depende de la naturaleza de las moléculas que intenten pasar a través de ella.
- 10. ASIMTERÍA Y FLUIDEZDE MEMBRANA ASIMETRÍA La composición de lípidos y proteínas es diferente en las dos caras de la membrana: es asimétrica
- 11. FLUIDEZ DE LAMEMBRANA Depende de factores como : la temperatura , la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. la naturaleza de los lípidos , la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.
- 12. FUNCIONES DE LAMEMBRANA
- 13. Glicoproteína Proteína periféricaProteína integral (receptor) Proteína integral (reconocimiento) Proteína integral (canal) Proteína integral (adhesión) Proteína transporte facilitado Colesterol Filamentos proteicos Fosfolípido CITOPLASMA MEMBRANA PLASMÁTICA
- 14. Existen muchas sustanciasque pueden atravesar sin dificultad la membrana , en cambio otra por su carga eléctrica , por su tamaño , por su concentración , no les es fácil traspasar esta barrera , se dice entonces que la membrana es semipermeable
- 15. En el transportepasivo, una sustancia difunde espontáneamente bajo su gradiente de concentración, con lo cual la célula no gasta energía. TRANSPORTE PASIVO Y TRANSPORTE ACTIVO En el transporte activo, una proteína transporta mueve sustancia a través de la membrana en contra de su gradiente de concentración. El transporte activo requiere gasto de energía, usualmente provisto por el ATP.
- 16. Una sustancia difundedesde una región de mayor concentración hacia una región donde está menos concentrada. La difusión bajo el gradiente de concentración lleva a un equilibrio dinámico, las moléculas de soluto continuan atravesando la membrana, pero a una tasa igual en ambas direcciones. LA DIFUSIÓN Las moléculas deben ser pequeñas y no polares para que se muevan a través de la membrana Ej. Difusión de gases (O 2 y CO 2) en los eritrocitos
- 17. PERMEASAS: Transportador GluT1Este tipo de transporte se hace siempre a favor del gradiente electroquímico, y las proteínas transportadoras son de dos clases: permeasas o canales iónicos. En la difusión facilitada la velocidad de transporte aumenta rápidamente con la diferencia de concentraciones, pero se llega a un tope cuando todas las proteínas transportadoras están saturadas. DIFUSIÓN FACILITADA
- 18. CANALES IÓNICOS Loscanales iónicos forman poros o conductos hidrofílicos que recorren el espesor de todas las membranas y permiten el flujo pasivo de iones a través de ésta Son muy selectivos, por lo que en general facultan el paso de un solo tipo de ión. Los canales iónicos están en todas las células, pero alcanzan su más alto nivel de sofisticación en células electricamente excitables como las neuronas. Un único canal iónico puede transportar hasta 100 millones de iones por segundo, a una tasa de 100,000 veces más alta que el carrier más rápido. Abierto cerrado Ión
- 19. OSMOSIS La ósmosisse puede entender considerando los efectos de diversas concentraciones de agua en los eritrocitos. Si un eritrocito se coloca en una solución hipotónica, que tiene una baja concentración de soluto, las moléculas de agua entran en la célula más rápido de lo que ella pueda salir, causando que el eritrocito se hinche y en forma eventual estalle (hemólisis). Si el eritrocito es colocado en una solución hipertónica que tiene una mayor concentración de soluto, las moléculas de agua se mueven hacia el exterior, ésta situación causa que las células se contraigan (crenación).
- 20. TRANSPORTE ACTIVO Necesitaenergía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa). Es contra gradiente (“contracorriente”). Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y el LIC (p.e. K + , Na + , Ca +2 …), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso Tipos : - TA primario : la energia procede directamente del ATP… - TA secundario o acoplado : la energía procede del gradiente generado por el TA primario.
- 21. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIOBomba de Ca +2 Bomba de Na + /K + Mantiene ↓ [Ca +2 ] LIC Mantiene ↓ [Na + ] LIC ↑ [K + ] LIC LEC LIC Transporte de iones: Na + , K + , Ca +2 , H + , Cl - … Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas
- 22. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIOLa difusión de Na + hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente. - Simporte : la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+ - Antiporte : en dirección opuesta Ejemplos : transporte acoplado al Na + de glucosa y AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H + y Ca +2
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- 24. ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS:TRANSPORTE MASIVO Endocitosis Exocitosis Transporte de moléculas grandes Ingestión de partículas y microorganismos (fagocitosis) Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores
- 25. COMUNICACIÓN INTERCELULAR Tiposde comunicación intercelular La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células . Miocitos Neuronas Inflamación Hormonas Por ejemplo… Coagulación
- 26. COMUNICACIÓN INTERCELULAR: MENSAJEROS Y RECEPTORES Receptores : proteínas o glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en la membrana de las organelas o en el citosol celular, a las que se unen específicamente moléculas señalizadoras ( ligandos o mensajeros ): Hormonas Neurotransmisores Citoquinas Factores de crecimiento Moléculas de adhesión Componentes de la matriz extracelular Receptor = cerradura Ligando = llave
- 27. Receptores de membranaReceptores con actividad tirosina quinasa Receptores acoplados a proteína G Sistema adenilato ciclasa-AMPc Sistema fosfolípidos de membrana Sistema del calcio Los mensajeros hidrosolubles (p.ejem, hormonas) interaccionan con receptores de la superficie de las células diana. El acoplamiento ligando-receptor desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS . TIPOS: COMUNICACIÓN INTERCELULAR: MENSAJEROS Y RECEPTORES
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Notas del editor
- #21 Transporte activo El transporte activo está mediado por proteínas transportadoras que precisan de energía para llevar a cabo su labor. Existen ocasiones en los que la difusión simple y la difusión facilitada son incapaces de explicar ciertos aspectos del transporte celular. Los revestimientos del intestino delgado y de los túbulos renales mueven glucosa del lado de menor concentración al de mayor (de luz a sangre). Otras células expulsan Ca2+ al medio extracelular y asi mantienen una concentración intracelular del catión entre 1000 y 10000 veces más baja que en el exterior celular. El transporte activo es el movimiento de iones y moléculas en contra de gradiente de concentración, desde las concentraciones más bajas a las más elevadas. Este transporte requiere el aporte de energía a partir del ATP. Podemos dividir entre un transporte activo primario (cuando es necesaria la hidrólisis de ATP para que el transportador funcione) Transporte activo secundario o transporte acoplado. En el transporte activo primario los transportadores abarcan todo el espesor de la membrana y se piensa que la secuencia de acontecimientos en el transporte ocurre: 1- Unión de la molécula o ión a transportar en uno de los lados de la membrana en el lugar de reconocimiento 2- degradación de ATP estimulada por la unión al lugar de reconocimiento y fosforilación del transportador 3- cambio conformacional del transportador inducido por la fosforilación 4- liberación de la molécula, ión, al lado opuesto de la membrana Este tipo de transportadores a menudo se denominan bombas. Aunque algunos de ellos sólo transportan una molécula o ión cada vez, otros intercambian una molécula o ión por otra. El más importante de estos últimos es la boma Na+/K+. La bomba Na+/K+ es capaz de impulsar tres iones Na+ fuera de la célula por cada dos iones K+ que introduce en la misma. La bomba Na+/K+ se encuentra en practicamente todas las células animales. Trabaja como un sistema de recambio antiporte, bombeando Na+ en contra de concentración hacia fuera y K+ hacia el interior celular. La bomba Na+/K+ está constituida por dos proteínas globulares, una mayor de unos 100000Da y otra menor de unos 45000Da. Se ha determinado como la subunidad mayor del complejo posee tres sitios de unión a Na+ en el interior celular y dos sitios de unión a K+ en el exterior. Además en la cara intracelular y próxima al lugar de unión de los iones Na+, dicha subunidad tiene actividad ATPasa. Así pues, una vez se han fijado los iones Na+ y K+ a sus respectivos enclaves en el interior y exterior celular, la energía aportada por la ruptura de la molécula de ATP origina un cambio conformacional en la molécula que impulsa los iones Na+ al exterior y los K+ al interior celular. Este transporte activo contragradiente de energía origina el acúmulo intracelular de K+ y liberación de Na+. (último dibujo: 1. Coupled carriers couple the uphill transport of one solute across the membrane to the downhill transport of another. 2. ATP-driven pumps couple uphill transport to the hydrolysis of ATP. 3. Light-driven pumps , which are found mainly in bacterial cells, couple uphill transport to an input of energy from light, as with bacterio-rhodopsin.
- #23 Transporte activo secundario o transporte acoplado En este tipo de transporte la energía necesaria para llevar a cabo el trabajo contragradiente se obtiene del transporte a favor de gradiente electroquímico de un soluto, normalmente un ión, para transportar el otro. Un ejemplo típico y muy común en las células de este tipo de transporte se da por la acción del Na+. Evidentemente la acción de la bomba Na+/K+ y la hidrólisis de ATP se hacen necesarias de forma indirecta, ya que mantiene las bajas concentraciones de Na+ en el interior celular. La difusión de Na+ hacia el interior celular, a favor de gradiente de concentración puede impulsar el movimiento de un ión o molécula en contra de su gradiente de concentración. En el caso que la otra molécula se mueva en la misma dirección que el Na+ (es decir hacia el interior celular) el transporte acoplado se denomina cotransporte o simporte. Si la otra molécula se mueve en dirección opuesta (hacia el exterior celular) se denomina contratransporte o antiporte. Ejemplo de este tipo de transporte lo podemos encontrar en las células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales. Transportan glucosa en contra de su gradiente de concentración por un transportador que requiere la unión simultánea de Na+. La glucosa y el Na+ son transportados al interior de la célula como resultado del gradiente de Na+ creado por las bombas Na+/K+. Así la glucosa pasa de la luz intestinal y de los túbulos renales a la sangre. Otro ejemplo con otro ión que no es el Na+ es el intercambio de Cl- por bicarbonato a trasvés de la membrana del eritrocito. La difusión de bicarbonato al exterior de la célula impulsa la entrada de cloruro.
- #25 Los polipéptidos, proteínas y otras muchas moléculas demasiado grandes para transportarse a través de una membrana por los transportadores vistos hasta ahora. Sin embargo muchas células segregan estas moléculas (ejemplo hormonas y neurotransmisores) a través del proceso de exocitosis. Esto implica la fusión de la membrana plasmática con la de la vesícula que contiene estos productos celulares. En el proceso de endocitosis interviene un receptor. Así, moléculas específicas pueden ser captadas debido a la interacción con el receptor-transportador. La acción conjunta de ambos procesos proporciona un transporte masivo celular (ya que permite el transporte de un gran número de moléculas simultáneamente). En el tema siguiente estudiaremos que tipo de ruta siguen las moléculas endocitadas, su fisión con lisosomas y digestión, su reciclaje y eliminación.