Capítulo 5 Membranas Biológicas · 5.1. Estructura de Membranas Biológicas Introducción-Resumen...

Capítulo 5 Membranas Biológicas

Dra. Omayra Hernández Vale

BIOL 3011- Biología General

Objetivos • Importancia de las membranas en la homeostasia celular y

enfatizar sus funciones

• Describir el modelo mosaico fluído de su estructura

• Relacionar propiedades con función

• Describir asociación entre proteínas y lípidos de la membrana

• Describir la importancia de la permeabilidad selectiva

• Comparar las funciones de las proteínas portadoras y las que

forman canales

• Entender los mecanismos de transportes que ocurren en la

célula

– Pasivo, activo, endo y exocitosis

• Comparar las funciones y estructura de las uniones celulares

5.1. Estructura de Membranas Biológicas

Introducción-Resumen Estructuras complejas y dinámicas formadas

por moléculas de lípidos y proteínas

– Regulan el paso de sustancias

– Dividen la célula en compartimientos

Sistema de endomembranas

– Superficie para rx químicas

– Adhesión y comunicación con otras células

– Señalización entre el ambiente y el interior

– Esenciales en la trasferencia de energía y como

sistema de almacenamiento.


Orientación más

estable en agua

es una capa doble

Fosfolípidos son moléculas

anfipáticas

Forma cilíndrica

En

ag

ua

Fosfolípidos forman bicapas en agua

agua

agua


Modelo de Mosaico fluído

membrana consiste de una

doble capa de fosfolípidos

fluída en cual tiene:

proteínas incrustadas

Carbohidratos [glucoproteínas]

Colesterol.

Constante movimiento

https://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAs

https://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAshttps://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAs


https://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAs

https://www.youtube.com/watch?v=moPJkCbKjBs

Movimiento lateral

solamente

Tiempo

https://www.youtube.com/watch?v=Pfu1DE9PK2w


membrana consiste de una

doble capa de fosfolípidos

fluída en cual tiene:

proteínas incrustadas

Carbohidratos [glucoproteínas]

Colesterol.

Constante movimiento

https://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAshttps://www.youtube.com/watch?v=_3lNYbt0eAshttps://www.youtube.com/watch?v=moPJkCbKjBshttps://www.youtube.com/watch?v=Pfu1DE9PK2whttps://www.youtube.com/watch?v=Pfu1DE9PK2w



Debe mantener una fluidez óptima

Se debilita si tiene mucha fluidez

Se inhiben procesos si está muy rígida

Colas saturadas muchas interacciones

Temperatura-Movimiento- interacciones-

Fluidez

Colesterol [células animales]

Amortiguador de fluidez [hidrofóbico y ligeramente anfipático]

Disminuye/aumenta interacciones [frio/calor]


Fusión y formación de vesículas

• Autosellador

– Formación de vesículas

• Flexible

– Cambio de forma

• Fusión

– Con otras membranas


Proteínas de la membrana

Proteínas integrales

Incrustradas en la membrana [anfipáticas]

Transmembranales o no

-helice, laminas plegadas-

Proteínas periferales

– Superficiales (exterior o interior)

– Usualmente enlazadas a proteínas integrales


Proteínas de la membrana


Proteínas de la membrana: Síntesis y orientación

5.2 Visión General de las Funciones de las Proteínas de las Membranas

¿Porqué la membrana plasmática

requiere tantas proteínas?

Refleja variedad de funciones, éstas son

esenciales para la mayoría de las

funciones celulares.


¿Porqué la membrana plasmática requiere tantas proteínas? Diversidad de funciones esenciales para la célula

1. Anclaje a la matriz extracelular

2. Transporte

Canales

bombas

3. Enzimas

4. Receptores [señal de transducción]

5. Etiquetas de identificación [glucoproteínas]

6. Uniones celulares


¿Porqué la membrana plasmática requiere tantas proteínas? Diversidad de funciones esenciales para

la célula

Anclaje Transporte Enzimas

Receptores Etiquetas de identificación Uniones celulares

Proteínas de Anclaje a Material extracelular

Etiquetas de Reconocimiento

Proteínas Receptoras

Uniones Celulares

5.3 Estructura y Permeabilidad de la Membrana Celular

Membrana selectivamente permeable

En respuesta a las condiciones ambientales o las

necesidades celulares

Sustancia A [exterior célula] O==O [interior célula]

Sustancia A [exterior célula] O==O [interior célula]

Controla el volumen, [ ]de iones y composición molecular

O==O

O==O

O==O

O==O


Proteínas de transporte a través de la

membrana

Mueve iones, aminoácidos , azucares y

otras moléculas polares

Proteínas portadoras

Proteínas de canales


Proteínas Portadoras

Se enlazan a iones o a

otras moléculas y

cambia de forma

Transportadores ABC

Usan energía

donada por ATP

Proteínas de Canales

Forman tuneles y/o

poros Puertas*

Porinas

Agua y otros solutos

Proteínas de transporte a través de la membrana


Proteínas Portadoras Proteínas de Canales

Proteínas de transporte a través de la membrana


Barrera para moléculas polares

• Mayor permeabilidad a moléculas no

polares (hidrofóbicas) pequeñas

– O2 y CO2

• Agua [polar…, pero pequeña]

• Impermeable para iones y para la mayoría

de moléculas polares

– Evita su difusión

Transporte

Gradiente de concentración ([ ]):

diferencia en la [ ] de una sustancia de una región a otra

distribución desigual de sustancia; forma dos regiones

Una con mayor [ ] y otra con menor [ ]

Movimiento a favor del gradiente

Movimiento en contra del gradiente

NOTA:

EN TODO TRANSPORTE

SE NECESITA ENERGÍA

5.4 Transporte Pasivo

NO SE REQUIERE QUE LA CÉLULA

INVIERTA ENERGÍA

Difusión

Ósmosis


Difusión

Movimiento de un área de mayor [ ] a

un área de menor [ ]

A favor del gradiente


Difusión

Movimiento de un área de mayor [ ] a un

área de menor [ ]

Según se mueven las sustancias en esta

dirección se libera energía (que estaba almacenada en el gradiente)

A favor del gradiente

energía

POR LO TANTO NO SE

REQUIERE QUE SE

INVIERTA ENERGÍA


Ósmosis*

Difusión de agua a través de una membrana

selectivamente permeable

[alta] [ baja] O==O O==O O==O

*Aplica todo lo discutido sobre difusión


Difusión Facilitada

Difusión, pero son proteínas de transporte específicas

(portadoras o canales) quien hace la membrana

permeable para el paso de iones o agua

*Aplica todo lo discutido sobre difusión

Pueden ser proteínas portadoras o canales

ASIGNADO

• Solución hipotónica, hipertónica, isotónica

5.5 Transporte Activo

Transporte de alguna sustancia de un área de

menor a mayor [ ],

En contra del gradiente de [ ], por lo que

requiere energía de la célula (energía almacenada en los ATP del metabolismo de azúcares y otras moléculas)

Ej: Bomba de sodio y potasio

Movimiento en contra del gradiente


Transporte Activo Indirecto (Cotransporte)

Dos sustancias (moléculas) transportadas al mismo

tiempo por una proteína portadora.

Usa la energía liberada del movimiento de una

sustancia a favor del gradiente*para mover otra

en contra del gradiente.

*por difusión facilitada


Transporte Activo Indirecto (Co-transporte)

+ +

+ +

+

+

Sodium

concentration

gradient

5.6 Exocitosis y Endocitosis

Algunos materiales grandes se transportan

hacia y desde la células

moléculas grandes, partículas de comida y

células pequeñas

Por procesos ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS


Exocitosis:

célula libera mediante la fusión de

las vesículas con la membrana

plasmática:

desperdicios o productos específicos (hormonas)

*Hace que la membrana plasmática crezca al incorporarse la membrana de la vesícula


Endocitosis:

Materiales se llevan a las células

fagocitosis, pinocitosis, endocitosis

mediada por receptores


Fagocitosis (“cell eating”)

• Cierre por la membrana

plasmática de alguna

partícula o célula pequeña)

• Formación de una vacuola

de alimentación

Protistas, leucocitos

Pinocitosis (“cell drinking”)

• Captura de fluídos con

moléculas por dobleces de

membrana

• Formación de vesícula que

reduce gradualmente su

tamaño según transfiere su

contenido al citosol

Epitelio intestinal


Fagocitosis (“cell eating”) Pinocitosis (“cell drinking”)


Endocitosis mediada por

receptores

• Moléculas se pegan a un

receptor específico y este

provoca la endocitosis

Mecanismo principal de

endocitosis en células

eucariotas

Ej colesterol

5.7 Uniones intercelulares

Uniones entre células cercanas que permiten

conecciones fuertes con otras.

• Uniones de anclaje

– Desmosomas

– adhesión

• Uniones estrechas

• Uniones de comunicación “gap junctions”

5.7 Uniones celulares

Uniones de anclaje

Desmosomas

Conección de células por el

anclaje del sistema de filamentos

intermedios de c/célula

Uniones de adhesión

Conección de los microfilamentos

de c/célula

distribución de estrés mecánico

por todo el tejido (golpe)


Uniones estrechas

• Mantienen bien juntas células

adyacentes

• No permiten movimiento de

sustancias entre ellas

Importante para la absorción de

nutrientes en el intestino


Uniones de Comunicación “Gap junctions”

• Unen membranas y forman

canales que unen los

citoplasmas de células

adyacentes

– Cierre regulado por puertas

Pancreas- estimulación

producción de insulina


Plasmodemata

Uniones a través de la pared celular de

plantas

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