Membranes cel·lulars i orgànuls no delimitats per...
49
Membranes cel·lulars i orgànuls no delimitats per membranes (2)
Transcript of Membranes cel·lulars i orgànuls no delimitats per...
Membranes cel·lulars i orgànuls no delimitats per membranes (2)
Membranes cel·lulars i orgànuls no delimitats per membranes
● La membrana plasmàtica.
● El transport a través de la membrana.
● Membranes de secreció: la paret cel·lular
● Membranes de secreció: la matriu extracel·lular.
● El citoplasma i el citosol.
● El citoesquelet.
● El centrosoma.
● Cilis i flagels.
● Els ribosomes.
● La membrana plasmàtica presenta permeabilitat selectiva al pas de substàncies al seu través: alguns soluts passen lliurement a través de la membrana, altres passen amb ajuda i d'altres no ho poden fer.
● La selectivitat depèn de la solubilitat dels soluts amb els lípids, de la grandària i de la càrrega.
El transport a través de la membrana
Tipus de transport
1. Difusió simple a través de la bicapa2. Difusió simple a través de proteïnes canals3. Difusió facilitada per proteïnes transportadores o permeases4. Transport actiu
● Transport passiu: sense despesa energètica● Transport actiu: amb despesa energètica
Transport passiu Transport actiu
ATP
Difusió simpletravés de la membrana Difusió simple
través de canals proteics
Difusió facilitada
Transport passiu a través de la membrana:● No hi ha despesa d’energia.● És un procés espontani de difusió de
substàncies a traves de la membrana.● Es produeix a favor de gradient, és a dir, des
del medi on hi ha més substància cap al medi on n’hi ha menys.– Hi ha tres tipus de gradients:
● gradient de concentració, ● gradient elèctric i● gradient electroquímic.
Gradient de concentració
Gradient elèctric
Transport passiu per
Difusió simple
● Consisteix en el pas de molecules petites a favor de gradient.
● Més ràpid com més petita sigui la molècula i més gran el gradient.
● Dos tipus:
– Difusió simple a través de la membrana.– Difusió simple a través de canals proteics.
Animacions difusió simple
• Permeabilidad selectiva de las membranas
Difusió simple a través de la membrana
La difusió simple a través de la membrana
permet l'entrada de ...
● Molècules lipídiques petites: com hormones esteroides, l’éter, el cloroform…
● Substàncies apolars: com 02 , N2...
● Sustàncies poc polars i de baix pes molecular: com el C02 , la urea, l'aigua (osmosi).
Difusió simple a través de canals proteics
● Es fa mitjançant proteïnes de canal (transmembranoses) amb un canal intern normalment tancat.
EXTRACELLULARFLUID
Channel protein Solute
CYTOPLASM
● Ions com Na+, K+, Ca2+, Cl-, etc. Per aquest motiu, també s’anomenen canals iònics.
La difusió simple a través de canals proteics
permet l'entrada de ...
● L'obertura dels canals iònics pot estar regulada per:
– Voltatge (canvi potencial elèctric de la membrana).
– Lligament (unió d’una molècula: hormona, neurotransmissor, etc. al receptor de la proteïna de canal).
● Molt específica.● Es dur a terme gràcies a
proteïnes transmembranoses (o permeases) específiques per a cada substrat, que l'arroseguen cap a l'interior o l'exterior depenen del gradient.
Transport passiu per
Difusió facilitada
Carrier protein Solute
● Molècules grans: glucosa, sacarosa, aminoàcids...
• Aquest transport depén:
-del gradient de substrat (igual que la difusió simple)
-del grau de saturació de les permeases.
La difusió facilitada
permet l'entrada de ...
● Hi ha despesa d’energia.(ATP)● Es produeix en contra de gradient, és a
dir, des del medi on hi ha menys substància cap al medi on n’hi ha més.
Transport actiu a través de la membrana:
● Exemples de transport actiu
– Bomba de sodi-potassi (Na+ - K+)
– Bomba de calci (Ca2+)
– Bomba de protons (H+)
Bomba de sodi-potassi Na+ / K+
● En una cèl·lula animal, la concentració de l'ió Na+ és alta a l'exterior cel·lular i baixa a l'interior, mentre que la de l'ió K+ és baixa a l'exterior i alta al seu interior. La membrana plasmàtica contribueix, amb la bomba de Na+/K+, a mantenir aquests gradients.
● La bomba oscil·la entre dos estats de conformació en que per cada ATP consumit bombeja 3 Na+ cap a l’exterior i 2 K+ cap a l’interior.
● A causa d'això es crea un potencial de membrana:
Exterior membrana: càrrega + Medi intern: càrrega –
La bomba de sodi potassi és una proteïna transmembranal que bomba Na+ cap a l’exterior i K+ cap a l’interior cel·lular.
[Na+] alta[K+] baixa
[Na+]baixa[K+] alta
El Na citoplasmàtic s'uneix a la bomba de sodi I potassi
CYTOPLASMNa+
[Na+]baixa[K+] alta
Na+
Na+
EXTRACELLULARFLUID
[Na+] alta[K+] baixa
Na+
Na+
Na+
ATP
ADP
P
La unió amb el Na+ estimula la fosforilació per l'ATP.
Na+
Na+
Na+
K+
La fosforilació genera elcanvi de conformació de la proteïna, que expulsa el Na+cap a l'exterior.
P
El K+ extracel·lular s'uneixa la proteïna I desencadenal'alliberament del grup fosfat.
PP
La pèrdua del grup fosfat restaura la conformació originalde la proteïna.
El K+ s'allibera i elsllocs per al Na+
tornen a ser receptius.
K+
K+
K+
K+
Animation: Sodium-Potassium Exchange Pump (Quiz 3)
Les diferents formes de pas del sodi i del potassi en una neurona
Bomba de protons H+
en la membrana dels til·lacoides FOTOSÍNTESI
Bomba de protons H+
en la membrana dels mitocondris RESPIRACIÓ
Cotransport: transport actiu impulsat per un gradient de concentració
Una proteïna transportadora especial, com aquest cotransportador de sacarosa-H+, és capaç d'utilitzar la difusió de H+ dintre la cèl·lula a favor del seu gradient electroquímic per impulsar la captació de sacarosa.
El gradient de H+ es manté mitjançant una bomba de protons impulsada per l'ATP. Indirectament l'ATP està proporcionant l'energia necessària per al cotransport.
L’exocitosi i l’endocitosi
● Transport a través de la membrana d'estructures grans (macromolècules, virus, bacteris,etc.) mitjançant la formació de vesícules membranoses que envolten aquestes estructures.
Animació endocitosi i exocitosi
• Segons sentit de tranport:
a)Exocitosi (interior a exterior).
b)Endocitosi (exterior a interior).
a)Exocitosi
● Expulsió de macromolècules i altres substàncies a l’exterior de la cèl·lula mitjançant fusió de la membrana de la vesícula que les conté amb la membrana plasmàtica.
b)Endocitosi
● Entrada a la cèl·lula de macromolècules i altres substàncies externes gràcies a formació vesícules que les contenen.
● Pot ser de dos tipus segons la substància que s'ingereix:b.1.)Pinocitosi.
b.2.)Fagocitosi.
b.1.)Pinocitosi.
● Líquids i substàncies dissoltes que s’emmagatzemen en petites vesícules.
b.2.)Fagocitosi
● Ingestió de grans nutrients o microorganismes dintre d’una gran vesícula (endosoma).
● A l’endosoma s’uneixen els lisosomes, que contenen enzims digestius i s’origina un vacúol digestiu.
●
Animation: Phagocytosis● http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/cellstructures/phagocitosis.swf
● La formació de la vesícula d'endocitosi pot ser induïda per :– proteïnes clatrina.
– receptors de membrana.
– proteïnes clatrina i receptors de membrana.
Procés 1: xarxa de clatrina (proteïna filamentosa)
La xarxa de clatrina envolta un sector de la membrana plasmàtica.La xarxa es tanca sobre ella mateixa i forma una vesícula.Molècules clatrina abandonen vesícula i tornen a la membrana plasmàtica.
Procés 2: receptors de membrana
Les molècules externes que han de ser transportades a l’interior s’uneixen a receptors específics de la membrana plasmàtica.
Es forma una vesícula que engloba aquestes molècules externes.
CYTOPLASM
Pseudopodium
“Food” orother particle
EXTRACELLULARFLUID
Bacterium
Food vacuole
An amoeba engulfing a bacterium viaphagocytosis (TEM)
Pseudopodiumof amoeba
1 µm
Food vacuole
PHAGOCYTOSIS
Plasmamembrane Pinocytosis
vesicles forming(arrows) in a celllining a smallblood vessel(TEM).
0.5 µm
Vesicle
PINOCYTOSIS
Receptor
RECEPTOR-MEDIATED ENDOCYTOSIS
Ligand
Coatedpit
Coatedvesicle
Coat protein
Coat protein
Plasmamembrane
0.25 µm
A coated pitand a coatedvesicle formedduringreceptor-mediatedendocytosis(TEMs).
