EQUIPO 2Membrana Celular

EQUIPO 2

• Miranda Hernandez Ana Teresa• Neri Jimenez David• Salinas Calderón Kathia Estefania

La membrana plasmática es la estructura que delimita a la célula. Conceptualizada como una barrera inerte, divisoria del interior y exterior celular.

Elemento dinámico y fundamental en el mantenimiento de la integridad de la célula.

Sus componentes propician su participación en diversos e importantes procesos : • Transporte • Permeabilidad selectiva de

sustancias e iones• Excitabilidad• Movilidad• Diferenciación• Exocitosis• Reconocimiento intercelular • Transducción de señales

extracelulares.

La membrana es una estructura cuasi-fluida, en ella sus componentes pueden realizar movimientos de traslación dentro de la misma. Esta fluidez implica que los componentes en su mayoría solo están unidos por uniones no covalentes. La microscopía electrónica mostró a la membrana plasmática como una estructura de tres capas, dos de ellas externas y densas, y una clara en el medio.

Estructura de la Membrana

Tiene un grosor no mayor de 5 cm. Uno de los principales problemas para comprender su estructura consistía en determinar la forma en que las moléculas se disponían en un espacio tan pequeño.

La estructura de las membranas depende de los lípidos y las funciones de las proteínas.

Las observaciones han conducido al desarrollo de un modelo, que propone la existencia de una doble capa de fosfolípidos, con proteínas de diferentes tipos insertadas en ella, designado con el nombre del “mosaico fluido”.

Las proteínas pueden estar suspendidas en la membrana, con sus regiones hidrofóbicas insertadas en ella y con las hidrofílicas que sobresalen hacia el exterior e interior de la célula. Se sugiere que están relativamente libres para desplazarse lateralmente, por lo cual se originó el concepto de mosaico fluido.

Las observaciones indirectas determinaron que los compuestos liposolubles pasaban fácilmente esta barrera lo que llevó a Overton, en 1902, a sostener que su composición correspondía al de una delgada capa lipídica; posteriormente se agregó a esta propuesta la que sostenía que en la composición también intervenían proteínas.

Hacia 1935 Danielli y Davson sintetizaron los conocimientos proponiendo que la membrana plasmática estaba formaba por una "bicapa lipídica" con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.

MODELO DEL MOSAICO FLUIDO Modelo de SINGER & NICHOLSON (1972)

Según éste modelo las membranas constan de una bicapa lipídica en la que están inmersas diversas proteínas. La bicapa lipídica ha sido establecida como la base universal de la estructura de la membrana celular.

• Considera a la membrana como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es el cementante y las proteínas están embebidas en ella, interaccionado unas con otras y con los lípidos, presentando un movimiento lateral. Este movimiento presenta ciertas limitaciones.

• Las proteínas integrales están dispuestas en mosaico.

• Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de todos sus componentes químicos (lípidos, proteínas, glúcidos)

Características

Ésta estructura se presenta en todo el sistema de endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del interior de la célula, como retículo endoplasmático, aparato de Golgi y envoltura nuclear, y los de otros orgánulos, como las mitocondrias y los plastos que proceden de endosimbiosis. )

La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido, posee una "cabeza" polar (hidrofílica) y dos "colas" no polares (hidrofóbicas), son por tanto simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbicos.

Los fosfolípidos tienen un extremo que se asocia libremente con el agua y otro que no lo hace, cuando se encuentran dispersas en agua adoptan por lo general una conformación de capa doble.

Los fosfolípidos en la membrana 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. El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros.

El orden de las cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa lipídica impide que solutos polares, (aminoácidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, proteínas y iones ) difundan a través de la membrana, pero permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas; permitiendo a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos de proteína transmembranal tales como poros y caminos que, permiten el paso de glucosa y iones específicos como el sodio y el potasio.

La bicapa fosfolipídica de las membranas también contiene colesterol. Las membranas de las mitocondrias tienen unas cuantas moléculas de colesterol, pero algunas membranas plasmáticas tienen tanto colesterol como fosfolípidos. Las membranas pueden eliminar vesículas y sellarse nuevamente, o fusionarse con vesículas y volver a ser lisas, debido a la naturaleza fluida de la bicapa.

Funciones de La Membrana celular

La función básica de la membrana celular es mantener el medio intracelular diferenciado del

entorno.

A través de ella, se transmiten mensajes que permiten a las células

realizar sus funciones. Contiene receptores específicos que permiten

a la célula interaccionar con mensajeros químicos.

Regula el intercambio de sustancias esenciales entre el citoplasma y el

medio externo.

Transporte pasivo:no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana

plasmática.

DIFUSIÓN SIMPLE

Difusión simple

OSMOSIS

osmosis

ULTRAFILTRACIÓN

ultrafiltración

DIFUSIÓN FACILITADA

Difución facilitada

TRANSPORTE ACTIVO:La célula utiliza ATP como

fuente de energía para hacer atravesar la

membrana a una sustancia en particular.

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

TRANSPORTE GRUESO

TIPOS DE TRASPORTE GRUESO:-Endocitosis • Fagocitosis • Pinocitosis-Exocitosis

FAGOSITOSIS

PINOCITOSIS

EXOCITOSIS

COMPONENTES DE LA MEMBRANA

BICAPA

Tiene dos componentes primarios:* Fosfolípidos: son moléculas grasas conformadas por:Una molécula de fosfato (PO4)

Dos moléculas de ácidos grasos. Se trata de una grasa compuesta por una cadena carbonada larga apolar unida a un ácido orgánico de fórmula COOH, que es polar. La longitud de la cadena carbonada puede variar, lo que le da la característica a los diferentes ácidos grasos.

• PROTEÍNAS: son polímeros de aminoácidos En la membrana, de dos tipos:

• Integrales: se encuentran atravesando la membrana de lado a lado, frecuentemente participan en el paso de sustancias hacia y desde la célula, ya que conforman poros o canales, que actúan como enzimas.

• Periféricas: se encuentran de un sólo lado de la membrana, y participan en el transporte de sustancias grandes que no pasan por sí solas a través de la membrana, ni por los poros.

Entre las colas de los fosfolípidos se encuentran moléculas de colesterol, cuya función es regular el movimiento de la membrana, de manera que no sea muy fluida si hace calor o muy dura si hace frío.

LIPIDOS

• Las membranas plasmáticas de todas las células eucarióticas están formadas por tres tipos de lípidos: fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (como el colesterol).

• Todos tienen naturaleza anfipática y, por tanto en un medio acuoso se orientan espacialmente formando miscelas esféricas o bicapas lipídicas. Su distribución en la célula es irregular y asimétrica

De rotación: supone el giro de la molécula lipídica en torno a su eje mayor. Es muy frecuente y el responsable, en gran medida, de otros movimientos.

De difusión lateral o flexión: Las moléculas lipídicas pueden difundirse libremente de manera lateral dentro de la bicapa.

Flip - flop: Es el movimiento de un lípido de una monocapa a su paralela gracias a unos enzimas denominados flipasas

FOSFOGLICÉRIDOS. Tienen una molécula de glicerol con la que se esterifica un ácido fosfórico y dos ácidos grasos de cadena larga; los principales fosfoglicéridos de membrana son la fosfatidiletanolamina o cefalina, la fosfatidilcolina o lecitina, el fosfatidilinositol y la fosfatidilserina.

ESFINGOLÍPIDOS. Son lípidos de membrana constituidos por ceramida (esfingosina + ácido graso); solo la familia de la esfingomielina posee fósforo; el resto poseen glúcidos y se denominan por ello glucoesfingolípidos o, simplemente glucolípidos. Los cerebrósidos poseen principalmente glucosa, galactosa. Los gangliósidos contienen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico (ácido siálico).

COLESTEROL

El colesterol representa un 23% de los lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en comparación con otros lípidos. Es un factor importante en la fluidez y permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos dejados por otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos permeable y fluida es la membrana. Se ha postulado que los lípidos de membrana se podrían encontrar : como un líquido bidimensional, y de una forma más estructurada, en particular cuando están unidos a algunas proteínas formando las llamadas balsas lipídicas.

Su función en la membrana plasmática es evitar que se adhieran las colas de ácido graso de la bicapa, mejorando la fluidez de la membrana. En las membranas de las células vegetales son más abundantes los fitoesteroles.

PROTEINAS

• Las proteínas (Prt) les confieren a la membrana sus funciones específicas y son características de cada especie. Pueden tener un movimiento de difusión lateral, contribuyendo a su fluidez. La mayoría de ellas tienen estructura globular y se pueden clasificar según el lugar que ocupen en la membrana:

• Las proteínas intrínsecas o integrales representan entre el 50-70% de todas las Prt de membrana. Se encuentran incrustadas en la bicapas lipídicas pueden atravesar la membrana y se pueden observar a ambos lados de la membrana.

• Las Proteína extrínsecas o periféricas no atraviesan la biacapa y se sitúan tanto en el exterior como en el interior de la membrana. Se unen a los lípidos de la bicapa mediante enlaces covalentes; se han descrito uniones

PROTEINAS DE TRANSPORTERegulan el movimiento de las moléculas solubles en agua mediante la membrana plasmática. Algunas, llamadas canales proteicos, forman poros o canales que dan la oportunidad de que moléculas pequeñas solubles en agua penetren la membrana. Estas forman una estructura parecida a una manga con forro. Cada membrana plasmática contiene una gran variedad de canales proteicos, cada uno alineado con aminoácidos específicos que permiten que ciertas moléculas como el potasio (K+), el sodio (Na+) y el calcio (Ca2+), pasen por el mismo.

PROTEÍNAS PORTADORAS

Tienen sitios de unión, parecidos a los sitios activos de las enzimas, que se pueden asir a moléculas específicas en uno de los lados de la membrana. Proteína de membrana que facilita la difusión de sustancias específicas a través de la membrana. La molécula que será transportada se une a la superficie externa de la proteína portadora y ésta cambia entonces de forma, para permitir que la molécula atraviese la membrana.

PROTEÍNAS RECEPTORAS: Proteína localizada sobre la membrana (o en el citoplasma), que reconoce y se une a moléculas específicas. La unión con los receptores frecuentemente dispara la respuesta de la célula, como en la endocitosis, el incremento en la tasa metabólica o la división celular.

PROTEÍNAS DE RECONOCIMIENTO: Proteína o glucoproteína que sobresale de la superficie exterior de la membrana plasmática e identifica a la célula como perteneciente a una especie particular, a un individuo de esa especie y, a menudo, aun órgano específico del individuo.

GLUCIDOS

• Los más abundantes son los oligosacáridos unidos mediantes enlaces de tipo covalentes a los dominios extracelulares de las proteínas y de los lípidos, formando glucoproteínas y glucolípidos. Su distribución es asimétrica y solo se localizan en el exterior de la células eucarióticas.

• Constituyen la cubierta celular o glucocálix, que muestra las siguientes propiedades:

• Protege mecánicamente a las células.

• Se relaciona con las moléculas de la matriz extracelular.

• Les da a algunas células la capacidad de poder deslizarse y moverse.

• Les confiere a las células una capacidad antigénica (grupos sanguíneos)

• Interviene en fenómenos de reconocimiento celular constituyendo una “huella dactilar” propia; es imprescindible este reconocimiento en fenómenos de desarrollo embrionario.

• Contribuye al reconocimiento y fijación de moléculas que posteriormente entraran por pinocitosis o fagocitosis en el interior celular

FUENTE:

• http://www.colegiomaravillas.com/departamentos/biologia/index_htm_files/11membranacelular.pdf

• http://siladin.cch-oriente.unam.mx/coord_area_cienc_exp/biologia/guiabioi/Anexo3La_membrana_celular.pdf

• http://www.facmed.unam.mx/publicaciones/ampb/numeros/2010/04/g_3erArticulo.pdf

• http://biologaparaprincipiantes.blogspot.mx/2009/10/compoisicion-quimica-de-la-membrana.html

• http://www.colegiomaravillas.com/departamentos/biologia/index_htm_files/11membranacelular.pdf