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Menbrana celular
La membrana celular está compuesta principalmente de lípidos y proteínas. Los lípidos forman una bicapa que permite el transporte selectivo de sustancias a través de la membrana mediante difusión, transporte activo y vesículas. Las proteínas de membrana cumplen funciones como el transporte, comunicación y reconocimiento celular. La membrana mantiene la integridad de la célula y regula el movimiento de sustancias en su interior y exterior.
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La membrana celular es la frontera de la vida, compuesta principalmente por lípidos y proteínas. Los fosfolípidos son esenciales para su estructura, y el colesterol regula su fluidez.
Las proteínas de membrana incluyen integrales y periféricas, permitiendo transporte, comunicación y reconocimiento celular. Regulan el paso de sustancias y reciben señales del ambiente.
La teoría del mosaico fluido describe el movimiento de fosfolípidos. La membrana protege la célula y regula el transporte de sustancias, además de permitir la comunicación celular.
La permeabilidad selectiva permite el paso de sustancias necesarias mientras impide otras. Se describen mecanismos de transporte pasivo y activo que no requieren energía (ATP).
La osmosis y difusión son procesos fundamentales. La osmosis transporta agua, y la difusión mueve moléculas de alta a baja concentración.
El transporte facilitado utiliza canales proteicos, mientras que el transporte activo requiere ATP para mover solutos contra su gradiente.
El exocitosis y endocitosis son procesos que incorporan o expelen sustancias de la célula mediante vesículas, incluyendo fagocitosis y pinocitosis.
Resumen general sobre los conceptos tratados en la presentación.
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Menbrana celular
- 1. MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA “Lafrontera de la vida”
- 2. 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. • La membrana se compone, casi completamente, de lípidos y proteínas, adicionalmente presenta colesterol y azúcares. Mitocondria Membrana plasmática Núcleo Membrana plasmática
- 3. • Los fosfolípidosson el principal componente estructural de todas las membranas celulares. • Cabeza polar hidrofílica: (glicerol + fosfato + colina, o serina, etc. depende del tipo) • Dos colas no polares: (dos ácidos grasos) que son hidrofóbicas o anfipáticas. Lípidos de Membrana Cabeza Símbolo Colas
- 4. Fosfolípidos Cabezas hidrofílicas Colas hidrofóbicas Líquido intersticial Exterior dela Célula Citoplasma Interior de la Célula – Las cabezas hidrofílicas se ubican hacia afuera y sus colas hidrofóbicas se ubican hacia adentro de la célula. – En agua, los fospolípidos forman espontáneamente una bicapa o lámina doble muy estable
- 5. Lípidos de Membrana •Esteroides como el Colesterol (célula animal) y los Fitoesteroles (célula vegetal) cumplen un papel importante regulando la resistencia y la fluidez de las membranas.
- 6. • Existen dostipos generales de proteínas de membrana: - Proteínas integrales o transmembrana: penetran completamente la bicapa fosfolipídica y tienen regiones hidrofóbicas. - Proteínas periféricas: no atraviesan toda la bicapa fosfolipídica y carecen de regiones hidrofóbicas (presentan regiones polares o cargadas). Están asociadas a proteínas integrales y a lípidos. - Proteínas de membrana: permiten el movimiento de materiales a través de la membrana y la recepción de señales químicas desde el ambiente externo de la célula. Proteínas de Membrana
- 7.
- 8. Función de lasProteínas de Membrana • Transporte • Permiten y regulan el paso de sustancias que por su tamaño o por su carga no atraviesan por difusión la membrana plasmática. • Transportadores pasivos: canales iónicos • Proteínas facilitadoras.
- 9. Función de lasProteínas de Membrana • Comunicación • Célula – medio extracelular: reciben estímulos eléctricos o químicos (ej. hormonas). • Célula – célula: reciben y envían estímulos químicos y eléctricos entre las células. UNION Estrecha Desmosomas Membrana plasmática adyacente Matriz extracelular UNION Comunicante
- 10. Función de lasProteínas de Membrana • Reconocimiento • Algunas Glucoproteínas (proteína + carbohidrato), hacen específicas las células para un tejido, órgano y hasta para un organismo.
- 12. • Carbohidratos comoglucosa o galactosa se fijan a proteínas o a fosfolípidos, por fuera de la membrana plasmática, formando glucoproteínas o bien glucolípidos. • Son importantes para el reconocimiento de moléculas específicas. • Ayudan a mantener unidas las células vecinas. Carbohidratos de Membrana
- 13. Teoría del MosaicoFluido • Movimiento de los fosfolípidos: • 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.
- 14. Funciones de laMembrana Plasmática • Protegen la célula o a la organelas del medio externo. • Mantienen una forma estable de la célula u organela. • Regulan el transporte de sustancias y energía hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo • Permite la comunicación entre las células adyacentes. • Permiten el reconocimiento celular. • Permiten la motilidad de algunas células u orgánulos
- 15. Permeabilidad Selectiva • Capacidadde la membrana de incorporar las sustancias necesarias para la célula y descartar los desechos celulares. – Impide que algunas sustancias, como las proteínas y los lípidos, entren a la célula. – Permite el paso de azúcares simples, oxígeno, agua y bióxido de carbono. • La Permeabilidad a través de la membrana depende de factores: – Solubilidad en los lípidos: Sustancias liposolubles (ej. moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad la bicapa de fosfolípidos. Por otro lado el agua no pasa con facilidad. – Tamaño: Muchas moléculas de gran tamaño (glucosa, proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos) no pasan a través de la bicapa de fosfolípidos – Carga: Moléculas cargadas y los iones (k+, Mg+2, Ca+3, Cl-) no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana.
- 16. Mecanismos de Transporte deMembrana
- 17. Transporte Pasivo • Norequiere el consumo de energía (ATP). • El movimiento ocurre por diferencias en la concentración y en las cargas eléctricas de las sustancias en ambos lados de la membrana. • Tenemos los siguientes mecanismos: – Difusión simple – Ósmosis – Difusión facilitada EQUILIBRIO Moléculas de colorante Membrana EQUILIBRIO
- 18. Difusión Simple • Elmovimiento de moléculas se da a través de la membrana de fosfolípidos, de un gradiente de alta concentración a baja concentración. • Cuando mayor es el gradiente de concentración, más rápida es la velocidad de difusión. • Si no intervienen otros procesos, la difusión continuará hasta eliminar el gradiente de concentración. • Moléculas solubles en lípidos como etanol, y moléculas pequeñas como H2O, CO2 y O2. Citoplasma Exterior de la Célula O2 CO2 CO2 O2 O2 CO2 Mayor concentración Mayor concentración Menor concentración Menor concentración
- 19. Osmosis • En laosmosis, el agua viaja desde un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración del soluto Solución hipotónica Molécula de soluto Solución hipotónica Solución hipertónica Membrana selectiva permeable Solución hipertónica Membrana selectiva permeable FLUJO DE AGUA Moléc de soluto con moléculas de agua Moléculas de agua
- 20. • Osmosis inducea las células a contraerse en soluciones hipertónicas e hincharse en soluciones hipotónicas – El control del balance de agua entre células y su entorno osmorregulación, es esencial para los organismos SOLUCION ISOTONICA SOLUCION HIPOTONICA SOLUCION HIPERTONICA (1) Normal (4) Flacida (2) Lisada (5) Turgente (3) Plasmolizada (6) Plasmolizada CELULA ANIMAL CELULA VEGETAL
- 21. • Algunas moléculaspor su tamaño o carga no difunden libremente a través de la membrana. • Utilizan canales formados por proteínas de membrana (porinas) para moverse hacia adentro y afuera de la célula. • Estos canales son usados para la glucosa y para iones pequeños y con carga tales como K+, Na+, Cl-. Difusión Facilitada
- 22. • Las célulasutilizan energía (ATP) durante el transporte. • La proteína transportadora bombea activamente un soluto determinado a través de una membrana en contra del gradiente de concentración del soluto. Transporte Activo
- 23. Proteína de transporte 1 FLUID0 EXTRACELULAR Primer soluto Primersoluto, en el interior de la célula, se une a la proteína Proteína de transporte fosforilada 2 ATP transfiere un fosfato a la proteína 3 Proteína libera el soluto fuera fuera de la célula 4 Segundo soluto se une a la proteína Segundo soluto 5 El fosfato se separa de la proteína 6 La proteína libera el segundo soluto
- 24. Bomba de Sodio(Na) y Potasio (K) • Es una proteína presente en todas las membranas plasmáticas de las células animales, cuyo objetivo es eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el citoplasma.
- 25. Funciones de laBomba de Sodio (Na) y Potasio (K) • Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen celular • Mantiene un potencial eléctrico de membrana • Favorece la trasmisión de impulsos nerviosos • Mantenimiento de los gradientes de sodio y potasio
- 26. Transporte mediado por vesículas Exocitosisy Endocitosis
- 27. • Requieren energía(ATP) para llevarse a cabo. • Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso: • Exocitosis • Endocitosis: – Fagocitosis – Pinocitosis – Endocitosis mediada por receptores Exocitosis y Endocitosis
- 28. Exocitosis • Una vesículamembranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vacía fuera de la célula. Fluido celular externo Citoplasma
- 29. Exocitosis • Organismos unicelulares porejemplo desechan sus residuos metabólicos mediante la formación de vesículas que expulsan al exterior
- 30. Tipos de Exocitosis SecreciónConstitutiva Reponer membrana o proteínas Secreción Reguladora Secreción de enzimas u hormonas
- 31. Endocitosis • Mediante laformación de vesículas o vacuolas a partir de la membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas u otras partículas. • Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por receptores. Citoplasma Líquido intersticial Vesícula Membrana Plasmática
- 32. Tipos de Endocitosis:Fagocitosis • La membrana plasmática forma prolongaciones celulares que envuelven la partícula sólida, englobándola en una vacuola. • Luego, uno o varios lisosomas se fusionan con la vacuola y vacían sus enzimas hidrolíticas en el interior de la vacuola. Pseudópodo Alimento a ser ingerido FAGOCITOSIS
- 33. Tipos de Endocitosis:Pinocitosis • La membrana celular se invagina, formando una vesícula alrededor del líquido del medio externo que será incorporado a la célula. • Luego se libera en el citoplasma. Membrana celular PINOCITOSIS
- 34. Tipos de Endocitosis:mediada por receptor • Las sustancias que serán transportadas al interior deben primero acoplarse a las moléculas receptoras específicas. concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones). • Cuando los receptores están unidos con sus moléculas especificas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula. Material unido a las proteínas receptoras ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES Membrana celular CAVIDAD citoplasm a
- 35.