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MEMBRANAS CELULARES Y TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS : 

MEMBRANAS CELULARES Y TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS Profesor: Daniel Piñones Tapia

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ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Su estructura es prácticamente la misma en todas las células y en todos los organelos celulares (Mitocondrias, retículos, vacuolas) MODELOS DE MEMBRANAS Con los datos obtenidos de la microscopía electrónica y los análisis bioquímicos se han elaborado varios modelos de membrana Modelo de Davson – Danielli (1952): Propone una membrana con un centro lipídico cubierta a cada lado por proteínas, como un “SANDWISH”. Es un modelo rígido poco aceptado (obsoleto)

Membrana Celular : 

Membrana Celular Características: Delgada y elástica (7.5-10 nm grosor) Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos 55% proteínas 25% de fosfolípidos 13% de colesterol 4% de otros lípidos 3% de hidratos de carbono Estructura básica, bicapa lípidica (2 moléc. de grosor) Parte hidrofóbica (porción ácido graso) e hidrofílica (porción fosfato) Grandes moléculas de proteínas globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica.

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Características de la membrana Modelo de “Mosaico fluido (Singer & Nicholson, Science 1972) Delgada lámina y elástica (7.5 - 10 nm grosor) que envuelve a la célula y la separa del medio externo Esta lámina no es estática, al contrario permite movimientos y deformaciones de la célula Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos Estructura básica: bicapa lipídica Parte hidrofóbica (porción ácido graso) e hidrofílica (porción fosfato) Grandes moléculas de proteínas globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica FUNCIONES: Regular el paso de soluto y solvente Mantiene una diferencia de concentración de iones

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2. Modelo de Singer & Nicholson: “Es un modelo fluido y no rígido” Considera que la membrana como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la base y las proteínas insertas en ellas como un mosaico Proteínas y lípidos pueden desplazarse Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico, mientras que las perífericas se encuentran alrededor Es el modelo más aceptado, que es utilizado en la actualidad para representar la membrana

Membrana Celular : 

Membrana Celular Proteínas: Conformadas por Glucoproteínas Tipos de proteínas: Integrales (toda la membrana): proporcionan canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, enzimas Periféricas (ancladas a la superficie de membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), actúan como enzimas u otro tipo de reguladores

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Proteínas de membrana: • Desempeñan la mayor parte de las funciones de la membrana • Constituyen alrededor del 50% de la masa de la membrana

cabeza hidrofílica(glicerina+fosfato+alcohol)colas hidrofóbicas(cadenas hidrocarbonadas) : 

cabeza hidrofílica(glicerina+fosfato+alcohol)colas hidrofóbicas(cadenas hidrocarbonadas) • Fosfolípido:

• Cabeza hidrofílica:- contiene átomos cargados o grupos polares (e.g., un grupo fosfato – colina – etanolamina serina - inositol)- se disuelve en agua a causa de las fuerzas eléctricas o enlaces puente de hidrógeno con agua• Colas hidrofóbicas:- cadenas hidrocarbonadas (C, H): sin átomos cargados o grupos polares- insolubles en agua : 

• Cabeza hidrofílica:- contiene átomos cargados o grupos polares (e.g., un grupo fosfato – colina – etanolamina serina - inositol)- se disuelve en agua a causa de las fuerzas eléctricas o enlaces puente de hidrógeno con agua• Colas hidrofóbicas:- cadenas hidrocarbonadas (C, H): sin átomos cargados o grupos polares- insolubles en agua

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COLESTEROL: Sólo se encuentra en células eucariontes animales, se fija a la bicapa lipídica, permite estabilidad en la bicapa y aumenta la fluidez de la membrana

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Los glucolípidos al igual que los fosfolípidos tienen la tendencia a moverse, sólo se encuentran en el lado externo de la membrana

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Transporte a través de membranas: Pasivo y activo (Bases Físicas)

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¿Cuáles son los principales procesos que permiten el paso de soluto y solvente a través de las membranas celulares? El paso a través de la membrana se lleva a cabo bajo dos modalidades: Transporte pasivo: Sin gasto de energía Difusión simple Osmosis Difusión facilitada Transporte activo: Con gasto de energía

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¿Que es un gradiente? Gradiente de concentración Gradiente de color Gradiente de tamaño corporal

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¿QUÉ ES LA DIFUSIÓN?

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DIFUSIÓN SIMPLE EN LA CÉLULA

Osmosis : 

Osmosis Difusión de agua a través de una membrana Caso especial de difusión El agua sigue la gradiente de concentración

Osmosis : 

Osmosis Moléculas de agua “unidas” agolpadas en torno al azúcar: no caben por el poro Molécula de agua“libre”, cabe por el poro

Osmosis : 

Osmosis Moléculas de agua “unidas” agolpadas en torno al azúcar: no caben por el poro Molécula de agua“libre”, cabe por el poro

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Tonicidad: Concepto cualitativo Caso A: Cuando se comparan dos soluciones que tienen la misma concentración de solutos se les denomina: soluciones isotónicas Caso B: Cuando se comparan dos soluciones que tienen diferente concentración de solutos le llamamos por separado: Solución Hipotónica: Tiene < concentración de solutos Solución Hipertónica: Tiene > concentración de solutos

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Membrana semipermeable

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Qué ocurre en las células vegetales? Célula en solución hiperosmótica PLASMÓLISIS La célula pierde agua y se arruga, la membrana plasmática se separa de la pared celular Situación 1 H2O H20 H2O Pared celular Membrana plasmática

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Situación 2 Célula en solución hiposmótica La célula se hinchará por ingreso de agua en su interior TURGENCIA H2O H2O H2O

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¿Qué ocurre en las células animales? Glóbulo rojo en solución hipertónica CRENACIÓN La célula pierde agua (deshidrata) Situación 1 H2O H2O H2O Membrana plasmática

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Situación 2 Célula en solución hiposmótica La célula se hidrata por ingreso de agua en su interior

Transporte Activo : 

Transporte Activo Requiere energía Ej: Bomba Sodio/Potasio La energía proviene del ATP Un fosfato por “pasada” El bombeo flip/flop implica cambios en las proteínas de membrana

Transporte Activo : 

Transporte Activo

Endo y Exocitosis : 

Endo y Exocitosis Manera como la célula captura y expulsa sustancias. Proceso activo para moléculas o partículas demasiado grandes. Endocitosis – Captura Exocitosis – Expulsión

Endocitosis : 

Endocitosis (fluido extracelular ) Pinocitosis Vesícula que contiene fluido extracelular (citoplasma) 1 2 3 célula (fluído extracelular) (citoplasma) 1 2 3 4 fosa recubierta EndocitosisMediada por receptores Fagocitosis vesícularecubierta nutrientes receptores partícula alimenticia pseudópodo partícula encerrada enuna vacuola alimenticia

Endocitosis Mediada por Receptores I : 

Endocitosis Mediada por Receptores I Comienza con una hendidurasuperficial en la membrana La vesícula es recubiertacon proteínas (citoplasma) Fluído extracelular ) fosarecubierta recubrimiento proteico Partículas extracelulares unidas a receptores Membrana plasmática La fosa se ahonda a b

Endocitosis mediadapor Receptores II : 

Endocitosis mediadapor Receptores II La fosa se hunde y estrangula Eventualmente llega aser una vesícula recubierta c

Exocitosis : 

Exocitosis (citoplasma) 1

Estructuras deSujeción Celular : 

Estructuras deSujeción Celular Desmosomas desmosoma Hilos proteicos que mantienen unidaslas células Filamentos de proteínasen el citoplasma Intestino delgado Membranas Plasmática(vista lateral) Células que revistenel intestino delgado Las uniones estrechas sellan las membranas de células adyacentes

Estructuras de Comunicación Celular : 

Estructuras de Comunicación Celular Uniones en Hendidura desmosoma Uniones en hendidura:pares de canalesconectan los interiores de células adyacentes Hígado Membrana plasmática Células hepáticas