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La membrana plasmática. Un poco de historia. Principios del siglo XIX Considerada como un límite celular de composición indefinida. 1972, Singer y Nicolson Desarrollan el modelo de mosaico fluido. Modelo de mosaico fluido. Componentes de la membrana plasmática.
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Un poco de historia • Principios del siglo XIX Considerada como un límite celular de composición indefinida. • 1972, Singer y Nicolson Desarrollan el modelo de mosaico fluido.
Componentes de la membrana plasmática Polar - hidrofílica: afín con el agua • Lípidos: • Doble capa de fosfolípidos que, al estar en una solución líquida, pueden moverse libremente. • Anfipáticos Doble afinidad. Apola - hidrofóbica: rechazan el agua Insaturado.
Más dobles enlaces, que forman flexiones en la colas Mayor fluidez en la membrana Menos dobles enlaces Menor fluidez Movimientos de los fosfolipidos
Lípidos: • Colesterol: Permite reforzar el carácter de barrera permeable de la bicapa lipídica, y principalmente afecta sobre la fluidez de la membrana. • Representa un 23% de los lípidos de membrana.
Proteínas integrales: Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana). Podemos mencionar las proteinas estructurales o de transporte. Proteínas periféricas: A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente a los lipidos. Entre estas podemos encontrar receptores de membrarna, anclaje para el citoesqueleto o las fibras de la matriz extracelular.
Glicolípidos y Glicoproteínas. • Cadenas cortas de azúcares Oligosacáridos. • Función: conferir identidad celular Los distintos tipos celulares se reconocen por los oligosacáridos presentes en el exterior de su membrana. • Carbohidratos
Mecanismos de transporte a través de la membrana plasmática.
Difusión Movimiento aleatorio impulsa las moléculas de colorante hacia afuera y hacia adentro de la gota inicial. Como hay mucha más agua que colorante, las moléculas de colorante tienen una mayor oportunidad de moverse de forma aleatoria hacia el agua que de regreso hacia la gota de colorante. Movimiento aleatorio de moléculas Desde las regiones de alta concentración a las regiones de baja. Si no hay factores que se opongan a este movimiento, continuará hasta que la sustancia esté dispersa de manera equitativa a través del fluido.
Trasporte pasivo • Ocurre por difusión de las moléculas a través de la membrana plasmática. • Estudiaremos: • Difusión simple. • Difusión facilitada. • Osmosis.
Difusión simple • Gases como el oxígeno y el dióxido de carbono y moléculas polares pequeñas, como etanol pueden difundirse directamente a través de los fosfolípidos. • Este tipo de transporte no consume energía porque el desplazamiento de moléculas a través de la membrana va desde la zona donde las moléculas están más concentradas hacia la zona de menor concentración. • A favor del gradiente de concentración. • La rapidez de difusión simple es función de: • Gradiente de concentración a través de la membrana. • La temperatura. • El tamaño de la molécula. • Facilidad con la que se disuelve en lípidos.
Difusión Facilitada • Moléculas de mayor tamaño, que no caben a través de la bicapa de fosfolípidos, son transportadas por proteínas especializadas. • La mayoría de los iones, K+, Na+, Ca2+ y las moléculas solubles en agua, como los aminoácidos y monosacáridos (azucares simples) no pueden atravesar por si solos la bicapa fosfolipidica. • Pueden difundirse al otro lado de la membrana con la ayuda de 2 tipos de proteínas de transporte: • Proteínas de canal . • Proteínas transportadora.
Proteínas de canal o canales iónicos Proteínas de transporte que al alinearse forman poros o canales en la bicapa lipidica, a través de los cuales el agua o ciertos iones pueden cruzar la membrana en cualquier dirección. Los canales son un poro hidrofílico que cruza la parte hidrofóbica de la membrana. Las proteínas de canal tienen un diámetro interior y una distribución de cargas eléctricas específicos, que solo permiten el paso de ciertos iones.
Proteínas Transportadoras Proteínas de transporte con regiones distintivas, llamadas sitios activos, que unen moléculas especificas del citoplasma o del fluido extracelular, como aminoácidos, azucares o pequeñas proteínas en particular. La unión activa un cambio en la forma de la portadora que permite que las moléculas pasen a través de la proteína y lleguen a otro lado de la membrana. Las proteínas portadoras que hacen posible la difusión facilitada no utilizan energía célula y pueden desplazar moléculas solo si el gradiente de concentración es favorable.
Difusión facilitada a través de un proteína transportadora
Osmosis • Movimiento del agua a través de una membrana selectivamente permeable mediante: • Difusión simple • Difusión facilitada Aquaporinas • Agua pasa a través de una membrana selectivamente permeable gracias al gradiente de concentración. • Agua cruza una membrana desde el lado donde hay mayor concentración de moléculas de agua libre al lado donde la concentración de agua libre es baja.
¿Qué queremos decir al describir una solución “con alta o baja concentración de agua”? Agua pura Concentración de agua más alta posible. Mientras mayor sea la concentración de sustancias disueltas, menos será la concentración de agua libre, disponible para moverse a través de la membrana.
La solución con mayor concentración de azúcar arrastra el agua a través de la membrana, se dice que tal solución tiene una mayor fuerza osmótica, que la solución con una menor concentración de azúcar, que tiene una menor fuerza osmótica.
Tipos de soluciones • ISOTÓNICAS • No hay movimiento de agua entre ellas, porque sus concentraciones de agua son iguales. • HIPERTÓNICA • Solución más concentrada con respecto otra. • Estas poseen más moléculas de soluto, tienen menos moléculas de agua libres para bombardear la membrana, así que el agua se mueve hacia ellas. • HIPOTÓNICA • Solución más diluída con respecto a otra. • Tienen un mayor contenido de agua libre, así que pierden agua a través de las membranas permeables.
Solución Hipertónica: • Movimiento neto de agua hacia fuera de la célula. • CRENACIÓN. • Solución Isotónica: • Entra tanta agua como sale de la célula. • EQUILIBRIO. • Solución Hipotónica: • Movimiento neto de agua hacia dentro de la célula. • CITÓLISIS.
Célula vegetal • Cuando escasea el agua, la vacuola central se encoge y la pared celular no tiene soporte. Cuando hay abundante agua, la vacuola esta llena. Empuja el citoplasma contra la pared celular y ayuda a mantener la forma de la célula.
La célula se hincha y puede romperse, pero resiste mejor el fenómeno debido a la presencia de pared celular. • TURGENCIA. • La célula pierde agua, principalemnte de la vacuola; la membrana plasmática se desprende de la pared celular. • PLASMÓLISIS.
Transporte activo • Consiste en el transporte de sustancias en contra de un gradiente de concentración, para lo cual se requiere un gasto energético. • Paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. • ATP: El Adenosintrifosfato, es la moneda energética de la célula, la perdida de un grupo fosfato permite liberar energía útil en los procesos bioquímicos de la célula.
Características de la Bomba Sodio Potasio • Proteína de membrana que utiliza energía y actúa como un transportador antiporte o contratransporte. • Capaz de transportar dos tipos de iones al mismo tiempo, pero en sentidos diferentes.
Los procesos que tienen lugar en el transporte son: Unión de tres Na+a sus sitios activos. Fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba que induce a un cambio de conformación en la proteína. El cambio de conformación hace que el Na+ sea liberado al exterior. Una vez liberado el Na+, se unen dos moléculas de K+a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de las proteínas La proteína se desfosforila produciéndose un cambio conformacional de esta, lo que produce una transferencia de los iones de K+ al citoplasma.
Endocitosis - Adentro de la célula Proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes (macromoléculas), partículas, o fluidos englobándolas en una invaginación de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la pared celular e incorpora al citoplasma.
Endocitosis • 3 tipos de endocitosis Tamaño, tipo de material capturado y método de captura. • Pinocitosis • Endocitosis mediada por receptores • Fagocitosis
Pinocitosis – “Beber” • Una zona muy reducida de la membrana plasmática forma una pequeña depresión que se hace más profunda conforme se llena de fluido extracelular. • Sigue hundiéndose hasta estrangularse dentro del citoplasma Vesícula. • Célula adquiere materiales con la misma concentración que el fluido extracelular.
Endocitosis mediada por receptores 1) Los receptores se unen a las moléculas (hormonas, anticuerpos, vitaminas) y en la membrana se forma una depresión. Fosa recubierta, rica en proteína clatrina. 2) La región de la fosa recubierta de la membrana encierra las moléculas unidas a los receptores. 3) En el citoplasma se libera una vesícula (“vesícula recubierta o endosoma”) que contiene las moléculas unidas Las células pueden capturar ciertas moléculas o complejos de moléculas y este proceso puede concentrar selectivamente moléculas específicas dentro de una célula.
Fagocitosis (fago: comer) • Consiste en la ingestión de grandes partículas, incluso microorganismos enteros, restos de células y células muertas, que se engloban en grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membranas. • Extensiones de la membrana: pseudópodos se fusionan alrededor de la presa. • Forman una vacuola alimentaria, la cual se fusiona con el lisosoma, que posee enzimas que degradan el contenido de la vesícula.
Exocitosis – Saca materiales de la célula Deshacerse de productos de desecho de la digestión, o para secretar sustancias, como hormonas, hacia el fluido extracelular. Utilizado también para la comunicación entre neuronas. Proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.
