El documento describe la estructura y función de la membrana celular. La membrana está compuesta principalmente por lípidos y proteínas que forman una estructura de mosaico fluido. Los lípidos forman una bicapa que permite el paso de pequeñas moléculas por difusión, mientras que las proteínas transportan otras sustancias y cumplen funciones específicas. El transporte a través de la membrana puede ser pasivo siguiendo gradientes de concentración, o activo usando energía.

1. Membrana y transporte Patricia Ramírez

2. Membrana plasmática

3. Membrana Celular ¿Qué organización tiene la membrana en el esquema? Los componentes de la membrana tienen una disposición asimétrica, es decir, cada mitad tiene una disposición diferente en cada mitad de la membrana. La base de la membrana corresponde a la bicapa de fosfolípidos, dentro de la cual se insertan las proteínas de membrana. Los carbohidratos se encuentran sólo por fuera de la membrana.

4. Características La membrana celular o plasmática , es una delgada lámina de 75 Å , sólo visible al microscopio electrónico, que envuelve a la célula y delimita su territorio . Su estructura es igual en todas las células y en todos los orgánulos citoplasmáticos, por lo que se llama membrana unitaria. Según Singer y Nicholson (1972) es una bicapa lipídica, asociada con moléculas de proteínas, formando la estructura de MOSAICO FLUIDO . La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen posibilidades de MOVIMIENTO, lo que le proporciona una cierta fluidez permitiendo movimientos y desplazamientos de la célula.

5. Membrana Celular ¿A qué se refiere el modelo de membrana del mosaico fluido? Este modelo se refiere a la organización de los componentes de la membrana celular. El carácter fluido lo proporcionan los fosfolípidos, de manera que es una estructura que puede ser atravesada por distintos elementos. El término mosaico se refiere a que los elementos de la membrana no tienen una disposición rígida, ordenada, sino más bien al azar.

6. Función Barrera selectivamente permeable Regula el intercambio de sustancias con el medio Se comunica e interactúa con otras células Responde a señales externas. Actúa como sitio para actividades bioquímicas Mantener estable el medio intracelular

7. Composición Posee una composición química aproximada de 52% de proteínas, 40% de lípidos y 8% de azúcares. Esta proporción puede variar en los distintos tipos de membranas. Membranas internas de mitocondrias o cloroplastos, con alrededor de 75% de proteínas. Membranas de las neuronas con vaina de mielina, con cerca de 70%, de lípidos.

8. Lípidos Existen e n la membrana eucariot ic a tres tipos de l í pidos: fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Todos tienen carácter anfipático; es decir, parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba por lo que cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan de forma permanente formando una bicapa lipídica . Las moléculas mas abundantes en la membrana son los fosfolípidos, que posee una cabeza polar (hidrofílica) y dos "colas" no polares (hidrofóbicas). Los fosfolípidos se disponen en una bicapa con sus colas hidrofóbicas dirigidas hacia el interior quedando de esta manera entre las cabezas hidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana.

9. Fosfolípidos La bicapa de fosfolípidos corresponde a la porción fluida de la membrana Fosfolípidos Polar group Glycerol Fatty acid Fatty acid

10. Comportamiento de los fosfolípidos en medio acuoso Micelas Bicapas

11. Proteínas Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones específicas (transporte, comunicación, etc). Al igual que en el caso de los lípidos , las prote í nas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana.

12. Proteínas de membrana: Su mayoría - Glicoproteínas Proteinas integrales: Están í nt i mamente unidas a los lípidos suelen atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana . Presentan una importante región hidrofóbica. No son removidas de la membrana por tratamientos con detergentes Proteínas integrales Proteínas periféricas Proteínas periféricas: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas d é bilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras prote í nas integrales por enlaces de hidrógeno . Son fácilmente removidas con tratamientos con detergentes.

13. Glúcidos Se sit ú an en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la ASIMETRÍA de la membrana. Estos glúcidos son oligosacáridos unidos a los lípidos (glucolípidos), o a las proteínas (glucoproteínas). Esta cubierta de glúcidos permite el reconocimiento de la identidad de las células, constituyen la cubierta celular .

14. La Fluidez de las Membranas 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 .

15. Transporte de materiales a través de las membranas plasmáticas

16. Gradiente de Concentración Membrana Celular Porción externa Porción interna ¿En qué porción la sustancia está más concentrada? En la porción externa de la membrana.

17. Porción externa Membrana Celular Porción interna ¿En qué dirección se debe mover la sustancia para que no exista gasto energético? La dirección es hacia el interior de la célula, es decir, a favor del gradiente de concentración.

18. Porción externa Membrana Celular Porción interna ¿De qué manera se le llama a esta forma de transporte? Se denomina transporte pasivo, debido a que no hay gasto energético. También puede ser llamado difusión.

19. Porción externa Membrana Celular Porción interna Si la sustancia se mueve en esta dirección, ¿a qué tipo de transporte corresponde? En este caso el transporte se llama activo, porque es en contra del gradiente de concentración, lo que determina que exista un gasto energético.

20. ¿Qué sustancias son capaces de moverse directamente a través de la bicapa de fosfolípidos? ¿Qué sustancias atraviesan ayudadas por proteínas de membrana? O 2 CO 2 Alcohol Sustancias con carga eléctrica Sustancias con mayor peso molecular

21. Difusión de soluto: Diálisis. Explica el fenómeno que se observa en la figura. En la primera situación dentro de la bolsita existen moléculas de azúcar que pueden atravesar la membrana y otras moléculas mayores que no lo pueden hacer. A medida que pasa el tiempo las moléculas de azúcar difunden hasta igualar la concentración, lo que se manifiesta por la igualdad de color. La difusión del azúcar se denomina diálisis.

22. Difusión de solvente (agua): Osmosis. Explica en qué caso la célula está en un medio hipotónico, hipertónico e isotónico. Explica cómo se denomina el fenómeno en el caso de una célula animal. En el primer caso de la derecha la célula está en un medio isotónico debido a que no hay cambio en el volumen celular. En el caso del medio la célula está en un medio hipertónico, ya que la célula disminuye su volumen por pérdida de agua. Y en el caso de la derecha la célula está en un medio hipotónico porque el volumen celular aumenta. Cuando la célula disminuye su volumen en un medio hipertónico se denomina crenación y cuando aumenta en un medio hipotónico se conoce como citólisis.

23. Explica lo que sucede en el caso de una célula vegetal. Explica la diferencia de cuando una célula vegetal es colocada en un medio hipotónico y cuando es colocada una célula animal. En el caso de la izquierda la planta está turgente, lo que ocurre en un medio hipotónico (presión de turgencia). En el caso del medio la célula está en equilibrio osmótico pero no lo suficiente para generar presión contra la pared celular. En el caso de la derecha la célula está en un medio hipertónico y la planta está marchita (plasmólisis) La célula vegetal en un medio hipotónico no estalla debido a la presencia de la pared celular, que no está presente en la célula animal.

24. Transporte Pasivo . Difusión Simple Son los movimientos que realizan al azar moléculas o iónes, debido a la energía cinética que poseen, cuando existe un gradiente de concentración (hasta igualar concentraciones). Sustancias de pequeño peso molecular atraviesan la membrana celular por difusión, disolviendose en la capa de fosfolípidos. Ej. agua, oxígeno, dióxido de carbono, esteroides, vitaminas liposolubles, urea, glicerina, alcoholes Sustancias iónicas también pueden cruzar la membrana plasmática por difusión. Emplean los canales constituídos por proteínas integrales llenas de agua. Ej. Na+, K+, HCO3, Ca++, etc.

25. ¿Qué proceso de transporte es el que se representa? ¿Qué sustancias se movilizan a través de este mecanismo? Difusión facilitada, debido a que el proceso de transporte ocurre a favor del gradiente de concentración y a través de una proteína de membrana que funciona como carrier o transportador Sustancias de mayor peso molecular, tales como la glucosa, aminoácidos y que no pueden ser transportados directamente por la bicapa de fosfolípidos. Difusión facilitada

26. Transporte activo Migración de un soluto en contra de su gradiente, con la participación de una proteína transportadora y con un gasto de Energía Metabólica (ATP) o de Energía Electroquímica.

27. Transporte activo Bomba sodio - potasio

28. Transporte de Grandes Partículas Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso ENDOCITOSIS : es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana. Se conocen tres tipos de endocitosis : Fagocitosis : en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o fagosoma .

29. El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas. Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vésicula de líquido extracelular. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica . Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesicula vuelve a la superficie de la célula. De esta forma hay un tráfico constante de membranas entre la superficie de la célula y su interior.

30. Endocitosis y lisosomas

32. EXOCITOSIS Durante la exocitosis, la membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas (p.ej. la insulina), enzimas (p.ej. las enzimas digestivas) o neurotransmisores imprescindibles para la transmisión nerviosa .

33. Sistemas de Migración Transmembrana de Solutos a nivel Celular     X X X X  Gasto de Energía Metabólica (ATP) o de Energía Electroquímica)?  X Participación de Una Proteína Transportadora?  Migración del Soluto a favor de su gradiente (De Mayor a Menor Concentración)? Tipos de Migración de solutos a través de la Membrana. Marque cada casilla con una X o con  . Señale las conclusiones del caso para la: Difusión Simple Difusión Facilitada Transporte Activo

34. Según la figura adjunta explique cuales son los tipos de trasportes de membrana utilizados para la Glucosa, el sodio y el potasio. Ejercicio