citologÍa envueltas celulares.. la membrana plasmÁtica
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CITOLOGÍAENVUELTAS CELULARES.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Los fosfolípidos
Se disponen formando una bicapa debido a su carácter anfipático
LA MEMBRANA PLASMÁTICAEstructura de un fosfolípido
Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas
Fosfatidil etanoamina
Fosfatidil serina
Fosfatidil colina
esfingomielina
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
La cabeza polar de los fosfolípidos de membrana puede variar
El modelo del mosaico fluido introduce el aspecto de la movilidad. Las moléculas de fosfolípidos tienen varios tipos de movimientos:
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Enzimas FLIPASAS
La movilidad de las moléculas permite a la membrana: Adaptarse al medio Cumplir sus funciones (intercambio de sustancias, pérdida o
adición de fragmentos, etc.). –Para ello deben ser fluidas-
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
El colesterol: este esteroide tiene diferentes efectos sobre la fluidez de membrana según la temperatura: A Tª próxima a 37º, el colesterol se une a los fosfolípidos y evita el
excesivo movimiento de las moléculas, reduciendo la fluidez y aportando estabilidad.
A Tª más fría, evita que los lípidos se unan entre sí, lo que provocaría la ruptura de la bicapa por cristalización.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
• El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable)• Disminuye la permeabilidad de la MP al agua
Además del colesterol, existen otros factores que influyen en la fluidez de la membrana:
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Factores que favorecen la viscosidad
Factores que favorecen la fluidez
• Alto grado de saturación• Mayor longitud de las colas
hidrocarbonadas • Menor temperatura del
medio
• Alto de grado de insaturación• Menor longitud de las colas
hidrocarbonadas. • Mayor temperatura del
medio
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Los dobles enlaces producen pliegues en las cadenas hidrocarbonadas que dificultan su empaquetamiento, de forma que las membranas permanecen fluidas a temperaturas más bajas.
Las proteínas de membrana: suelen ser globulares y según su posición en la membrana, se clasifican en: Periféricas o extrínsecas: hacia el interior y exterior celular, unidas
a lípidos o proteínas. Intrínsecas o integrales: íntimamente asociadas a los lípidos.
Embutidas en la bicapa total o parcialmente (transmembranosas, cuando atraviesan completamente la membrana).
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Segmento hidrófobo
Barriles formados por diferente número de
cadenas que configuran un canal o poro
Glucosilación de proteínas y
formación de puentes disulfuro
entre cisteínas
Ejemplos de estructuras de proteínas de membrana
Las proteínas también pueden moverse por la membrana, pero su difusión es más lenta por su mayor volumen molecular.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Los glúcidos:
Se disponen sólo en la cara de la membrana
que da al medio extracelular.
Son oligosacáridos unidos a lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas)
Pueden originar una envuelta de secreción llamada glucocalix.
Funcionalidad: Comunicación/unión
intercelular Reconocimiento de señales
químicas.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
La cara interna y externa de las membranas tienen distinta estructura. La distribución de proteínas, lípidos y glúcidos es asimétrica.
La estructura y composición de la membrana aparece también en el interior celular, rodeando a los orgánulos: “membrana unitaria”
LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Funciones de la membrana:
• Barrera física que separa el medio intracelular del extracelular.
• Regula el transporte de moléculas hacia
adentro y afuera de la célula.
• Mantenimiento del potencial de membrana.
• La capacidad de actuar como sistema de transferencia y almacenamiento de
energía (bombas dependientes de ATP transportan activamente iones de un
compartimiento a otro).
• Receptores de membrana:• Reconocimiento y adhesividad intercelular.
• Transmisión de señales entre medio externo e interno.
• Recepción de estímulos, etc.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Transporte:
La membrana supone una barrera física, entre el medio externo e interno.
También es una barrera química: la mayoría de las sustancias no pueden atravesar la bicapa lipídica, por ser solubles (hidrófilas).
La membrana tiene permeabilidad selectiva: permite el paso de algunas sustancias e impide el de otras.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
TransporteMoléculas grandes (macromoléculas)
EndocitosisFagocitosis
Pinocitosis
Exocitosis
Moléculas pequeñasTransporte activo
Transporte pasivoDifusión simple
Difusión facilitada
Ósmosis
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
TRANSPORTE PASIVO
Se hace a favor de gradiente
De concentración(las sustancias van del
medio más concentrado al menos concentrado)
Eléctrico(por diferencias de
carga eléctrica a ambos lados de la membrana)
Electroquímico(conjugación de los dos
anteriores)
No gasta energía (espontáneo)
Puede ser:
Difusión simple
Difusión facilitada
Ósmosis
Transporte pasivo: difusión simple Existe un gradiente a ambos lados de la membrana, a favor del cual
pasan: Sustancias solubles en la membrana, sin carga o con carga neta cero (O2, CO2, etanol,
urea, fármacos liposolubles, etc.). Sustancias con carga eléctrica, a través de proteínas canal (forman canales acuosos)
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
La velocidad de paso varía en función de:
• Cuanto más lipófila o apolar sea la sustancia.
• El tamaño de la molécula
• El gradiente de concentración
Transporte pasivo: difusión facilitada
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
• Se debe a unas proteínas transportadoras (carriers o permeasas), que se unen a la molécula que transportan.
• El transporte es específico.
• Implica un cambio conformacional en la proteína.
• Moléculas transportadas:
• Polares: glucosa, sacarosa, algunos aminoácidos, nucleótidos, etc.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Transporte pasivo: ósmosis
Las membranas biológicas permiten el paso de agua hacia el medio más concentrado.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
TRANSPORTE ACTIVO
Se hace en contra de gradiente
Consume energía (hidrólisis de ATP)
Intervienen proteínas denominadas
“bombas”
Bomba de Na+/K+
Mantiene ↓[Na+]Interior
↑[K+]Interior
Exterior
Interior
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/transport/atpase.swfhttp://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/inicio.htm
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
TRANSPORTE de MACROMOLÉCULAS
Se hace mediante deformaciones de la membrana
Puede ocurrir por:
Endocitosis(ingestión de sustancias)
Fagocitosos
Pinocitosis
Exocitosis(expulsión de sustancias)
Fagocitosis: Función principalmente alimenticia. También es un mecanismo de defensa llevado a cabo por
células especializadas llamadas “macrófagos”, por el que se eliminan microorganismos o partículas sólidas perjudiciales.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Fagocitosis: Puede estar mediada por receptores.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Fagocitosis: La formación de vesículas se debe a un sistema reticular de una proteína
filamentosa llamada clatrina que arrastra un sector de la membrana hacia el interior.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Pinocitosis:
Se endocitan pequeñas gotitas líquidas con o sin partículas sólidas.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Exocitosis:
Las vesículas se fusionan a la membrana y se abren al exterior, expulsando su contenido.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
PERCEPCIÓN DE SEÑALES QUÍMICAS por la membrana:
Algunas proteínas de membrana actúan como receptores de señales externas: receptores de membrana.
Reconocen específicamente a una determinada molécula-mensaje, lo que desencadena una cascada de reacciones químicas en el interior de la célula, que producen un cambio en su actividad.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES
Las uniones intercelulares son modificaciones de las membranas de células que se encuentran en contacto directo en organismos pluricelulares.
Pueden clasificarse según…
Su extensión: Tipo zónula Tipo mácula
Su estructura y función: Uniones comunicantes Uniones estrechas o impermeables Uniones adherentes o desmosomas.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
UNIONES CELULARES según su EXTENSIÓN
TIPO ZÓNULA
Afecta a todo el contorno
celular (cinturón).
Se localiza en el polo apical
TIPO MÁCULA
Afecta a zonas puntuales de la membrana
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
UNIONES CELULARES según su ESTRUCTURA y FUNCIÓN
UNIONES COMUNICANTES
SINAPSIS
QUÍMICA
Uniones GAP o en
HENDIDURA
UNIONES ESTRECHAS ó
IMPERMEABLES
UNIONES ADHERENTES ó DESMOSOMAS
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
Eduardo Gómez 40
Adhesiones focales: Unen los filamentos de actina de las fibras de estrés a la matriz extracelular. (Integrinas)
Hemidesmosomas:Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (Integrinas)
Uniones comunicantes: Permiten el paso de iones y pequeñas moléculas hidrosolubles (Conexinas).
Desmosomas: Unen los filamentos intermedios de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).
Uniones adherentes: Unen los haces de actina de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).
Uniones oclusivas: Sella la unión entre dos células vecinas. (Claudinas).
1.5 nm
Conexina
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
Uniones comunicantes:Entre ellas existe un pequeño espacio intercelular.Las membranas celulares no llegan a contactar.Permiten el paso de moléculas.
Uniones comunicantes:
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
Uniones en hendidura o gap. Deja pasar moleculas relativamente grandes. Las células se unen mediante conexones (asociación de 6 moléculas de la proteína transmembrana conexina) que ponen en comunicación ambos citoplasmas. Ej: entre células musculares del útero.
Sinapsis químicas. Espacio entre dos neuronas, comunicado por la liberación de neurotransmisores desde una neurona a la otra.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
Uniones estrechas o impermeables:
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
• Son uniones herméticas• Impiden el paso de cualquier molécula• Suelen ser tipo zónula• Forman una especie de cremallera formada por
proteínas tipo cadherina, cingulina y ZO ( de zona occludens)
• Las células del sistema inmunitario si pueden pasar, previo envío de una señal específica que abre el paso.
Uniones adherentes o desmosomas:
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
Son uniones mecánicas, hacen que las células actúen en bloque. Se localizan en tejidos sometidos a tensiones mecánicas. Las membranas vecinas se acercan pero no se fusionan. Hay proteínas transmembrana (cadherinas e integrinas) y proteínas
mediadoras de la unión entre éstas y el citoesqueleto .
Eduard
o G
óm
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Desmosoma en banda
Desmosoma puntual
Unión estrecha
Tipos de desmosomas
• Desmosomas en banda o zónulas adherentes. Es una franja continua, que conecta con filamentos de actina de citoesqueleto.
• Hemidesmosomas: Equivale a medio desmosoma. Situados entre célula y membrana basal. Contiene una placa de refuerzo conectada a microfilamentos del citoesqueleto.
• Desmosomas puntiformes. Son como remaches en puntos concretos de la membrana, generalmente debajo de los desmosomas en banda. Presentan placas desmosomasles de refuerzo que interaccionan con los filamentos intermedios del citoesqueleto.
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARESDesmosomas puntiformes
Filamentos intermedios
Plectina
Placa
Integrina
Matriz extracelular
LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARESHemidesmosomas
Matriz extracelular: Es un entramado de macromoléculas que sintetizan y segregan las
propias células. Presente en la mayoría de las células de animales pluricelulares. Compuesta por glucoproteínas (proteoglucanos, principalmente el ácido
hialurónico) y una red de fibras de colágeno y elastina que confieren elasticidad.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / GLUCOCALIX
Matriz extracelular: FUNCIONES Formar un cemento que sirve para unir las células de un mismo
tejido. Aporta consistencia, elasticidad y resistencia a los tejidos. Protección mecánica y química de las células. Reconocimiento y captación de señales químicas / reconocimiento
celular.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / GLUCOCALIX
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / GLUCOCALIX
Importancia de la comunicación entre células
Pared celular: Forma especializada de matríz extracelular,
adosada a la parte externa de la membrana plasmática de células vegetales.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
Pared celular: COMPOSICIÓN QUÍMICA Celulosa: las moléculas de celulosa se unen entre sí por medio de
enlaces de H, dando lugar a microfibrillas. Hemicelulosa: es un polisacárido que se une a la celulosa formando
puentes cruzados que unen unas microfibrillas de celulosa con otras. Pectinas: polisacáridos muy ramificados que forman un denso
entramado o matríz en la que se disponen las fibras de celulosa.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
Microfibras de celulosa
Pectina
Hemicelulosa
Pared celular: ESTRUCTURA En células vegetales jóvenes la pared celular es fina y está formada
por una capa de pectina. A esta primera capa se la llama lámina media y sirve de unión entre células vecinas.
A medida que la célula crece se van depositando láminas formadas por una red de fibras de celulosa unidas por un entramado de pectinas y hemicelulosa. Se forma así la pared primaria que en general consta de tres láminas:
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
En la célula vegetal madura suelen aparecer además nuevas capas que forman la pared secundaria. Pueden llegar a ser hasta 20 y en ellas predominan las microfibrillas de celulosa que se ordenan paralelamente en cada capa. Cada capa se superpone a la anterior, cambiando la orientación de las microfibrillas de celulosa.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
Pared celular: MODIFICACIONES
La pared celular adulta puede sufrir modificaciones en su composición química, adaptando así su funcionalidad:
o Lignificación: impregnaciones de lignina (Ej: vasos conductores).
o Suberización: impregnaciones de suberina (Ej: epidermis/corcho).
o Cutinización: depósito de cutina. (Ej: epidermis/brillo de hojas y frutos)
o Mineralización: depósito de carbonato cálcico o sílice. (Ej: células epidérmicas de hojas)
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
Pared celular: PLASMODESMOSAtraviesan la pared celular permitiendo el intercambio de sustancias
entre células vecinas.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
Pared celular: FUNCIONES Dar forma y rigidez a la célula impidiendo su ruptura. Permanece tras la muerte celular formando un exoesqueleto que
sirve a muchas plantas como tejido de sostén, permitiéndoles alcanzar gran altura.
MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR
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