MEMBRANA CELULAR

TRANSPORTE

Membrana plasmática

• Barrera física entre el LIC y el LEC• Otras funciones: transporte, comunicación, reconocimiento, adhesión

Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas

COLESTEROL

• El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable)• Disminuye la permeabilidad de la MP al agua

La mayoría de las membranas celulares constituyen un “mosaico fluido” de fosfolípidos y proteínas.

• Las características funcionales de la MP dependen de las proteínas que contiene.• Muchas proteínas de membrana son glucoproteínas.• Tipos (por la forma en la que están dispuestas en la MP):

- Periféricas: incluidas de manera parcial en una de las superficies de la membrana, unidas covalentemente a lípidos o asociadas a ellos mediante un dominio hidrofóbico.

- Integrales: abarcan todo el espesor de la membrana. Son anfipáticas.

Segmento hidrófobo

Barriles formados por diferente número de

cadenas que configuran un canal o

poro Glicosilación de proteínas y formación depuentes disulfuro

entre cisteínas

Ejemplos de estructuras de proteínas de membrana

Transporte a través de la membrana

• La MP tiene una permeabilidad selectiva.• A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad,

↑difusión a través de la bicapa.

• Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría).

• Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la bicapa: proteínas transportadoras de membrana

TRANSPORTE ACTIVO

TRANSPORTE PASIVO

DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA

Tipos de transporte:

Transporte pasivo: difusión simple

• T Pasivo: No necesita energía (ATP).

• La difusión simple ocurre a través de la bicapa (inespecífico) o por poros (específico).

• Ocurre a favor de gradiente.• La capacidad de difundir a través de la bicapa

depende de:

- La diferencia de concentración a través de la membrana - La permeabilidad de la membrana a la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia)- La Tª: determina la energía cinética de las moléculas- La superficie de la membrana• Ej.: O2 y CO2, EtOH, NH3, fármacos liposolubles

• Agua: aquaporinas (permiten el paso por ósmosis).

• Iones (Na+, K+). La apertura del canal está regulada por:

- Ligando, su unión a una

determinada región del canal provoca la transformación estructural que induce la apertura.

- Voltaje (tema siguiente).

Difusión simple a través de canales:

Osmosis

Transporte Pasivo

Es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable, permite el paso de agua, pero que impide el movimiento de la mayoría de los solutos

La ósmosis da como resultado la transferencia neta de agua de una solución que tiene un potencial hídrico mayor a una solución que tiene un potencial hídrico menor

La difusión del agua se ve afectada por la concentración de soluto disuelto en ella, es cuantitativa

Solución: una mezcla homogénea formada por un disolvente y por uno o varios solutos

Isotónico: dos o más soluciones que tienen el mismo número de partículas disueltas por unidad de volumen y, por lo tanto, el mismo potencial hídrico.

Hipotónico: es aquella solución que tiene menor concentración de soluto de dos o mas soluciones.

Hipertonica: es aquella solución que tiene mayor concentración de soluto de dos o mas soluciones.

Osmosis

Isotónico Hipertónico Hipotónico

Célula animal:

• Crenación: ocurre cuando la

célula está expuesta a un ambiente

hipertónico y se arruga al perder

agua.

• Hemólisis: ocurre cuando la célula

está expuesta a un ambiente

hipotónico y explota al llenarse de

agua

Célula vegetal:

• Plasmolisis: ocurre cuando la célula

está expuesta a un ambiente

hipertónico y pierde agua. Se

observan areas blancas.

• Turgencia: ocurre cuando la célula

está expuesta a un ambiente

hipotónico y esta comienza a llenarse

de agua, pero no explota porque la

pared celular la protege.

Figura 12

Transporte pasivo: difusión facilitada

T Pasivo: No necesita energía.

• Ocurre a favor de gradiente.

• La difusión facilitada es

específica y saturable: mediada

por proteínas transportadoras.

• Implica un cambio

conformacional en la proteína.

• Ejemplos: glucosa, algunos

aminoácidos.

Transporte activo

• Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa).

• Es contra gradiente (“contracorriente”).• Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y

el LIC (p.e. K+, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso

•Tipos:- TA primario: la energia procede directamente del ATP…- TA secundario o acoplado: la energía procede del gradiente generado por el TA primario.

Transporte activo primario

Bomba de Ca+2 Bomba de Na+/K+

Mantiene ↓[Ca+2]LIC

Mantiene ↓[Na+]LIC

↑[K+]LIC

LEC

LIC

• Transporte de iones: Na+, K+, Ca+2, H+, Cl-…

• Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas

- Proporciona energía para el transporte 2º de otras moléculas.

- Las células nerviosas y musculares utilizan el gradiente K+/Na+ para producir impulsos eléctricos.

- La salida activa de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular.

Funciones de la bomba de Na+/K+ :

Transporte activo secundario

• La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente.

- Simporte: la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+

- Antiporte: en dirección opuesta • Ejemplos: transporte acoplado

al Na+ de glucosa y AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H+ y Ca+2

Endocitosis y exocitosis: transporte masivo

ENDOCITOSIS MEDIADA

FAGOCITOSIS

Macrófagos fagocitando E. coli

FAGOCITOSIS

Neutrófilos fagocitando B. anthracis

Ameba que ha fagocitado una diatomea

RESUMEN DE LAS FUNCIONES DE LOS LISOSOMAS

residual

EXOCITOSIS

Endocitosis

Exocitosis

• Transporte de moléculas grandes• Ingestión de partículas y microorganismos (fagocitosis)

Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores