Aprende acerca de la membrana celular.

1. BIOLOGÍA
MOLECULAR Y
CELULAR
MEMBRANAS CELULARES
Por: Micaela Palacios

2. Ejercen actividades complejas como:
3.1 Las membranas de la célula ejercen diversas actividades
Rodeada de membrana plasmática ,
delgada capa compuesta por lípidos,
proteinas e hidratos de carbono.
1 Constituyen verdaderas barreras
permeables que controlan el pasaje de
solutos
2. Proveen el soporte físico para la
actividad ordenada de los enzimas.
3. La formación de pequeñas vesículas
transportadoras hacen posible el
desplazamiento.
4. La membrana plasmática participa en
el proceso de endocitosis.
5. En la membrana plasmática existen
moléculas donde las células se
reconocen y se adhieren entre sí.
Endocitosis.- proceso por el cual las células incorporan
dentro de ellas molécula.
6. Poseen receptores que interactúan con moléculas provenientes del exterior, a partir
de los mismos se desencadenan señales que se transmiten en el interior de la célula.

3. 3.2 Estructura de las membranas celulares
Los lípidos fundamentales de las membranas
biológicas son fosfolípidos de distinta clase y
colesterol.
Son moléculas que poseen una cabeza polar
o hidrofílica y largas cadenas
hidrocarbonadas apolares o hidrofóbicas.
Cuando los fosfolípidos se colocan entre un
aceite y una solución acuosa para el hombre
una capa de una molécula de espesor
( monocapa ) , en la que todas las cabezas
polares se orientan hacia la solución acuosa y
los ácidos grasos se alejan de ella.
Si los fosfolípidos y el aceite son "
empujados " hacia el interior de la
solución acuosa se forman pequeñas
vesículas.
En las soluciones acuosas puras los
fosfolípidos bicapas que se cierran sobre sí
mismos, lo cual da lugar a vesiculas de hasta
1 um de diámetro llamadas liposomas
Los ácidos grasos hidrofóbicos se unen en el interior de la bicapa y las
cabezas polares hidrofílicas de cada monocapa se orientan hacia las
soluciones acuosas. los liposomas pueden fusionarse con las membranas
plasmáticas, se los utiliza como vehículos para incorporar diversos
compuestos a las célula

4. Cuando se colocan fosfolípidos entre dos
soluciones acuosas separadas por un tabique
incompleto , forman una bicapa lipídica que
completa la separación.
Estas bicapas lipídicas artificiales se
construyen para estudiar la permeabilidad y
las propiedades fisicoquímicas de las
membranas biológicas.

5. Las membranas celulares formadas
por bicapas lipídicas .
como se muestra en la figura
Las cuales poseen fosfolípidos y
colesterol
Las cadenas
hidrocarbonadas de
los ácidos grasos
pueden estár
saturadas o no.
En las cadenas saturadas los enlaces simples entre los
carbonos les confieren a los ácidos grasos una
configuración extendida, esto hace que se hallen
perpendiculares respecto del plano de la bicapa lipídica.
Los enlaces dobles de las cadenas no son saturadas
producen angulosidades en los ácidos grasos, los cuales
separan a los fosfolípidos.
3.3 los fosfolípidos son los lípidos más abundantes de las
membranas celulares

6. Cadenas saturadas e
insaturadas (ÁCIDOS GRASOS)
El fofolípido que predomina en las
membranas celulares es la fosfatidilcolinn.
se derivan
fosfatidiletanolamira
fosfatidilserinn
esfingomielina
fosfatidilinositol

7. El colesterol es un componente cuantitativamente
importante debido a que es anfipático.
En la membrana del retículo endoplasmático existe
un lípido llamado dolicol, necesario para la
incorporación de oligosacáridos a las moléculas
proteicas,
La composición de las membranas celulares presenta
diferencias cuantitativas y cualitativas, según se
analice la membrana plasmática o la membrana de
algún organoide en particular.
ejemplo:
La membrana mitocondrial posee difosfatidilglicerol y la del
retículo endoplasmático contiene dolicol, lÍpidos que no
existen en otras membranas. En cambio el colesterol abunda
en la membrana plasmática y es muy escaso en la membrana
interna de la mitocondria.
La bicapa lipídica se comporta como una estructura fluida
significa que sus componentes rotan en torno a sus ejes y se
desplazan libremente por la superficie membranosa.

8. 3.4 Las proteínas de las membranas celulares se
clasifican en integrales y periféricas
Las membranas celulares contienen importantes cantidades de proteínas
La proporción de lípidos y de proteínas varia en los distintos tipos de membranas.

9. Las proteínas periféricas se
hallan sobre ambas caras
de la membrana, ligadas a
la cabeza de los fosfolípidos
por uniones no covalentes.
Pueden ser extraídas con
cierta facilidad mediante
soluciones salinas
Los residuos de los
aminoácidos polares
interactúan con grupos
químicos de las propia
membrana.
Las proteínas integrales se hallan empotradas
en las membranas, entre los lípidos de la bicapa,
para su extracción se necesitan procedimientos
drásticos, mediante detergentes o solventes
Se extienden desde la zona hidrofóbica de la
bicapa hasta una de las caras de la membrana,
donde emergen.

10. Las proteínas transmembranosas, su
extremo carboxilo se halla en el lado
citosólico de la membrana y el extremo
amino en el lado no citosólico. Dichos
extremos se vinculan con los medios
acuosos, poseen un predominio de
aminoácidos hidrofílicos.
Aquellas proteínas que atraviesan la
bicapa lipídica más de una vez son
llamadas multipaso, forman una
sucesión de asas que emergen por
ambas caras de la membrana.

11. Debe agregarse que existen proteínas que se
comportan como integrales, pues requieren
métodos drásticos para ser removidas, pero que
tienen posiciones periféricas. su estabilidad a la
membrana se debe a que se hallan ligadas
mediante uniones covalentes a un ácido graso o
a un fosfotidilinositol

12. Como los lípidos, las proteínas también
pueden girar en torno de sus propios
ejes y desplazarse lateralmente en el
plano de la bicapa. A esta propiedad se la
conoce con el nombre de mosaico fluido.
La capacidad de migrar por la bicapa
indicaría que las interrelaciones
químicas entre proteínas y lípidos son
efímeras.
Comúnmente, las proteínas membranosas muestran
propiedades diferentes cuando se encuentran en las
membranosas y cuando han sido aisladas y
purificadas
3.5 las membranas celulares responden al modelo llamado de
mosaico fluido

13. Las actividades de las proteínas podrían variar por
modificaciones en los lípidos anexos.
Algunas proteínas de la membrana plasmática
tienen restringida su movilidad lateral por hallarse
unidad a componentes del citoesqueleto, los cuales
inmovilizan en determinados puntos de la
membrana.
Por otra parte, la unión oclusiva impide que las
proteínas pasen de un lado al otro del límite
marcado por ella

14. Esta fluidez fue comprobada
mediante anticuerpos ligados a
fluorocromos.
Método utilizado para estudiar el
desplazamiento lateral de las
proteínas en el plano de la
membrana: es la técnica de
recuperación de la fluorescencia
después del fotoblanqueo (FRAP)
3.6 Fluidez de las proteinas en la bicapa lipídica
Método
Desplazamiento de los receptores y su agrupamiento
Linfocito tratado con un anticuerpo fluorescente
que se une a receptores proteicos de la membrana
plasmática.
en un polo, donde pueden ingresar por endocitosis.

15. 3.7 Los Hidratos de carbono de las membranas celulares forman
parte de glicolípidos y de glicoproteínas
Los cerebrósidos se forman por la
unión de una galactosa o de una
glucosa con la ceramida.
Los gangliósidos es similar, pero el
hidrato de carbono no es un
monosacárido sino un oligosacárido
que contiene uno a tres ácidos siálicos.
Los polisacáridos ligados a proteínas
son glicosaminoglicanos y forman
glicoproteínas llamadas
proteoglicanos.
Los glicolípidos se clasifican en
cerebrósidos y gangliósidos.

16. 3.8 Los hidratos de carbono cumple funciones relevantes en las
membranas celulares
-Los hidratos de carbono que se
localizan en la superficie no
citosólica cumplen diversas
funciones por ejemplo la protegen
de las enzimas hidrolíticas
presentes en el interior del
organoide
-Los hidratos de carbono de los
glucolípidos y glicoproteínas
forman cubiertas llamadas
glicocáliz
1.- Proteger a la célula de
las agresiones mecánicas de
las células adyacentes
2.- Mantiene una carga
electrica negativa
3.-Los oligosacáridos son
necesarios para el proceso
de reconocimiento y de
adhesión celular
Las funciones del
glicocàliz son las
siguientes:

17. 3.9 Los solutos de las macromoléculas atraviesan las
membranas celulares mediante mecanismos diferentes.
Existen un flujo continuo de
sustancias que entran y salen de las
células y circulan por el interior.
Los solutos deben pasar a través de las
membranas celulares; tal fenómeno se
llama permeabilidad.
Algunas macromoléculas utilizan canales
proteicos llamados translocones para poder
atravesar la membrana, otras pasan a través de
poros de sofisticada composición y otras se valen
de vesículas pequeñas.

18. Canales ionicos Permeasas
3.10 Pasaje de solutos (pasivo o activo)
Transporte pasivo: El pasaje de solutos que se
produce sin gasto de energía
Transporte activo: el proceso que depende de
energía transporte activo
El transporte pasivo se cumple a través de los
componentes de la bicapa o estructuras
especiales constituidas por proteínas
transmembranosas organizadas para el paso de
solutos, son :
El transporte activo solamente es a través de permeasas

19. 3.11 Transporte pasivo de los solutos
El movimiento del soluto se realiza desde
los sitios en que se halla mas concentrado
hasta los de menor concentración
Gradiente de concentración: Diferencia de
concentraciones.
Gradiente electroquímico: Suma de
gradientes de concentración.
La difusión a favor de las gradientes es un proceso que ocurre espontáneamente, sin
gasto de energía.

20. -La difusión simple se realiza de
forma mas espontanea con una
velocidad directamente
proporcional ala diferencia de
concentración
Las moléculas no polares
pequeñas difunden libremente a
través de la bicapa ;también lo
hacen compuestos liposolubles
de gran tamaño
-Las moléculas polares como el glicerol y
la urea atraviesan fácilmente la las
membranas celulares ya que son pequeñas
y no poseen carga eléctrica
3.12 la difusión simple se produce a través de la bicapa lipídica
3.12 la difusión simple se produce a través de la bicapa lipídica
3.12 la difusión simple se produce a través de la bicapa lipídica
-Es el transporte pasivo
de
solutos entre
compartimentos acuosos
separados por
membranas
semipermiables

21. La que impulsa el movimiento del
soluto es la gradiente No consume
energía Participan estructuras
proteicas reguladoras
a través de
Canales iónicos
Soluto-Canal iónico
Permeasas
Soluto-Permeasa
3.13 la difusión facilitada se produce a través de canales iónicos y
de permeasas

22. Tipos de canales iónicos
Los canales iónicos
Los canales iónicos
Los canales iónicos
son poros o túneles
son poros o túneles
son poros o túneles
hidrofílicos que
hidrofílicos que
hidrofílicos que
atraviesan las
atraviesan las
atraviesan las
membranas
membranas
membranas
Son altamentes selectivos,
Son altamentes selectivos,
de modo que hay canales
de modo que hay canales
específicos para cada tipo de
específicos para cada tipo de
ión
ión
La mayoría de los canles iónicos no están abiertos de forma permanente pues poseen
La mayoría de los canles iónicos no están abiertos de forma permanente pues poseen
un dispositivo de apertura y cierre semejante a de una "compuerta" accionado por
un dispositivo de apertura y cierre semejante a de una "compuerta" accionado por
canales dependientes de voltaje y canales dependientes del ligado
canales dependientes de voltaje y canales dependientes del ligado

23. 3.15 Los inóforos
moléculas muy pequeñas, con una
superficie hidrofobica que le permite
insertarse en la bicapa lipídica.
aumentan la permeabilidad a diferentes
iones e incorporan a las membranas
biológicas.
Transportadores moviles: Atrapan al ion lo
engloban en el interior de la molécula giro
180° y lo liberan del otro lado de la bicapa.
Formadores de canales: Conductos
hidrofóbicos que permiten el pasaje de
cationes.
Esquemas tridimensionales de los
canales iónicos dependientes del
voltaje (A) y del ligando (B)

24. Las acuaporinas están constituidas
por cuatro proteínas de 28kDa
iguales entre sí (menos una que esta
glicosilada) denominadas CHIP.
Se sabe que el pasaje de agua a través
de las acuaporinas se realizan sin la
compañía de iones ni de otro tipo de
solutos, no se conocen las bases de esa
especificidad.
3.16 las acuaporinas son canales especiales que permiten el
3.16 las acuaporinas son canales especiales que permiten el
3.16 las acuaporinas son canales especiales que permiten el
paso selectivo del agua
paso selectivo del agua
paso selectivo del agua

25. 3.17 Distintas clases de permeasas pasivas
La pared de las permeasas estas integradas
por varias proteinas transmembranosas
multipaso.
La fijación del soluto produce un cambio
en la permeasa la cual transfiere el material
haci el otro lado de la membrana.
Existe tres clases de permeasas
Monotransparente: transfieren un solo
tipo de soluto
Contransporte: Transportan dos tipos de
solutos simultáneamente, ambos en el
mismo sentido.
Contratransporte: Transportan dos tipos
de solutos en sentidos contrarios.
La permeasa contransporte y la permeasa
contratransporte una no se produce sin la otra.
Permeasa y el modo en como los solutos
atraviesan

26. Transporte activo en
las membranas
Cuando un soluto va en dirección contraria a su
gradiente de concentración, solo es posible con el
gasto de energía.
El transporte activo se realiza a través de
permeasas o bombas.
Si el transporte es
activo tambien hay
formas
monotransporte,
contrasporte y
contratransporte.

27. Transfiere solutos
diferentes en sentidos
contrarios lo cual hace
que tenga un sistema de
contrantransporte
La bomba de sodio-potasio es una contribuidora
importante al potencial de acción producido por
las células nerviosas. Esta bomba se llama una
bomba de iones de tipo P, debido a que las
interacciones de ATP fosforila la proteína de
transporte, y provoca un cambio en su
conformación.
3.19 La bomba de Na+k+ es un sistema de
3.19 La bomba de Na+k+ es un sistema de
contratransporte
contratransporte
La función es expulsar Na+
al espacio
extracelular e introducir K+
al
citosol.

28. 3.20 Fármacos cardiotónicos que inhiben la bomba de Na +k+
Estas sustancias actúan en la
superficie de las células uniéndose
a los sitios de las subunidades a
reservados para los K+.
La Na+K+-ATPasa es inhibida por
farmacos del tipo de la ouabaina y
la digitoxina.
La inhibicion de la bomb de Na+K+
se debe a los cardiotonicos impiden
la liberacion del fosfato ligado a la
subunidad del transportador.
El sistema se bloquea y disminuye
la salida de Na+ al medio
extracelular.

29. 3.21 diversos transportadores pasivos, aunque ajenos a la bomba de
Na+k+, funcionan bajo su dependencia

30. En la membrana plasmática de las células
parietales de la mucosa gástrica existe
una bomba Na +k+
UNIONES OCLUSIONES
EL TRANSPORTE
Y DE QUE MANER ALA BOMBA Na
+k+ SE COMBINA CON LAS
FUNCIONES DE LOS OTROS
TRANSPORTADORES.
FORMACIÓN DE HCL EN LA CAVIDAD
ESTOMACAL. OBSERVADO:
3.22 Fármacos cardiotónicos que inhiben la bomba de Na +k+

31. 3.23 Distintas bombas de Ca2+ mantienen la
concentración del ion en el citosol en niveles muy
bajos

32. 3.24 Una bomba de H+ disminuye el pH de los endosomas y los lisosomas
Una alta concentración de
H+ en el interior de los
endosomas y lisosomas es
crucial en la activación de
sus enzimas
Solo actúan cuando el pH
en los organoides se
reduce a 6 a 7
Del citosol al interior del endosoma y
lisosoma es un proceso activo que
depende de una bomba de H+

33. EL TRASLADO DE H+ A TRAVÉS DE LA
MEMBRANA INTERNA DE LA MITOCONDRIA
DURANTE EL AVANCE DE LOS ELECTRONES
POR LA CADENA RESPIRATORIA ES OTRO
EJEMPLO DE TRANSPORTE ACTIVO.
AUNQIE EN EL LA ENERGÍA NO ES PROVISTA POR EL
ATP SINO POR EL CITADO RECORRIDO ELECTRÓNICO.
3.25 EXISTEN DOS TIPOS DE TRANSPORTE DE H+ EN LA MITOCONDRIA, UNO
ACTIVO Y OTRO PASIVO

34. 3.26 Las MDR son transportadores que confieren las células
resistencia a ciertas drogas
Son transportadores activos ,
provee la energía necesaria
para movilizar a determinados
solutos en contra de sus
gradientes
Tienen por función eliminar
sustancias tóxicas derivadas
del metabolismo celular
normal.
Producen incremento de proteínas
MDR en la membrana plasmática de
las células de algunos parásitos por lo
que se hacen resistentes a las drogas

35. 3.27 En la fibrosis quística se halla alterado un canal iónico para
el Cl-
Desorden causado por la producción de secreciones muy viscosas que obstruyen
la luz de los bronquios, los conductos de varias glándulas .
Se da en los individuos homocigotos
que possen mutado un gen.
La proteina CFRT se halla involucrada
cuando defectua el mecanismo lleva a
la fibrósisi quística, como resultado el
paso se bloquea.
Causando que le agua se retire y ello
aumenta la viscosidad de las
secreciones.