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TEMA 2
Membranas Biológicas
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OBJETIVOComprenderás la composición y función de la membrana plasmáticaA través del estudio de la permeabilidad selectiva y tipos de transporte que esta utiliza para pasar solutos de un lado a otro de la célula
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Membrana CelularMembrana CelularMembrana CelularMembrana Celular
• Delimita el territorio de la célula y controla su contenido químico
• Representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular extracelular y el intracelular
• Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de ella se transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones
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Membrana CelularMembrana CelularMembrana CelularMembrana Celular
funciones
• Compartamentalización
• Barrera selectivamente
permeable
• Interacción
intercelular
• Sitio de actividad
bioquímica
• Transporte de solutos
• Respuesta a señales externas
bioquímica
• Transducción de
Energía
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Membrana CelularMembrana CelularMembrana CelularMembrana Celular
Composición molecular
• Lípidos y proteínas unidos por enlaces no covalentes• Carbohidratos• Proporción depende: célula, organelo y organismo• Aproximadamente los lípidos se encuentran en un 40%, las proteínas en un 50% y los glúcidos en un 10%
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Membrana CelularMembrana CelularMembrana CelularMembrana Celular
estructura• BICAPA DE LÍPIDOS: armazón y barrera para materiales hidrosolubleshidrosolubles• 1972 Singer y Nicolson: ¨Modelo del mosaico fluido¨movimiento de los lípidos (giro y desplazamiento)
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Membrana CelularMembrana CelularMembrana CelularMembrana Celular
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lípidos • Anfipáticos• Fosfoglicéridos:
– Glicerol– Ácidos grasos (2)– Fosfato– Alcohol (colina,
etanolamina, serina)etanolamina, serina)
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lípidos• Esfingolípidos
– Esfingomielinas– Cerebrósidos – Gangliósidos
• Colesterol (celulas eucariotas)• forman Liposomas• Flexibilidad (fusión y
desdoblamiento)
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Movimientos de los lípidos de membrana
• Rotación: la molécula gira en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos• Difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuenteel movimiento más frecuente• Flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable• Flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.
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Carbohidratos
• Se situan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana asimetría de la membrana
• Unidos mediante enlaces covalentes a lípidos (glucolípidos) y a proteínas (glucoproteínas Asn, Ser, Tre). Alejados del citosol
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Funciones del glucocálix• Protege la superficie de las células de
posibles lesiones
• Confiere viscosidad a las superficies celulares, que permite el deslizamiento de células en movimiento (sanguíneas) celulares, que permite el deslizamiento de células en movimiento (sanguíneas)
• Presenta propiedades inmunitarias, en los glóbulos rojos, representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO
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Funciones del glucocálix
• Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, importantes durante el desarrollo embrionario. desarrollo embrionario.
• En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide
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Carbohidratos de membrana
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Proteínas de membrana
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Proteínas integrales o intrinsecas
• AnfipáticasAminoácidos apolares � dominios hidrófobos �interior de la bicapa Aminoácidos polares � dominios hidrófilos Aminoácidos polares � dominios hidrófilos � Canales (paso de sustancias hidrosolubles)
• Capacidad para movimiento lateral
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Proteínas integrales o intrinsecas
Funcionan como:• Receptores• Conductos• Agentes de transfrencia de e-• Agentes de transfrencia de e-
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Proteínas periféricas o extrinsecas
• Unidas a la membrana por débiles enlaces electrostáticos, a grupos polares (lípidos y proteínas)proteínas)
• Apoyo mecánico a la membrana, enzimas, transmisión de señales
• Presentes en las dos caras de la membrana
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Proteínas ancladas
• Cara externa, enlace con oligosacárido unido a un fosfoglicérido GFI (fosfolipasa)
• Cara citosólica integradas a la hoja interna de la bicapa de lípidos
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Transporte
Transporte
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• A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad( liposolubidad), ↑difusión a través de la bicapa.• Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar
Permeabilidad Selectiva
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
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Permeabilidad Selectiva
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Transporte Pasivo y ActivoTransporte Pasivo y ActivoTransporte Pasivo y ActivoTransporte Pasivo y Activo
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Transporte Pasivo
Difusión facilitada
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D. SIMPLED. SIMPLED. SIMPLED. SIMPLE
Transporte Pasivo
ÓSMOSISSMOSISSMOSISSMOSIS
D. FACILITADAD. FACILITADAD. FACILITADAD. FACILITADA
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Más concentradaMás diluida
Ósmosis
Soluto
Agua
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Difusión facilitada
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Transportadores
Uniportadores:transportan un solutoa la vez, difusión facilitada.Simportador: transporta el soluto y el soluto cotransportador al mismo tiempo en la misma direccióntiempo en la misma direcciónAntiportador: transporta al soluto y al soluto cotransportador en dirección contraria.
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Transporte mediado por Transporte mediado por Transporte mediado por Transporte mediado por vesículasvesículasvesículasvesículas
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Endocitosis: La incorporación de materiales del ext erior de la célula por la formación de vesículas en la membr ana plasmática. Las vesículas rodean al material y así puede entrar a la célula.
Exocitosis El proceso en el que una vesícula se fusi ona a la membrana celular y entonces se rompe para libera r su contenido al exterior.
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Fagocitosis el tipo de endocitosis en el que una célula o material sólido es rodeadoPinocitosis cuando el fluido externo es rodeado. Ejemplos incluyen el transporte rodeado. Ejemplos incluyen el transporte de insulina y colesterol en células animales.
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Señalización intracelular por medio de mensajeros químicos
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Mensajeros químicos: son moléculasque actúan como mensajeros entrecélulas. Son secretados por las células enrespuesta a determinado estímuloviajan hasta la célula blanco y se unen areceptores específicos generando unareceptores específicos generando unarespuesta
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Mensajeros químicos
Localización
Neurotransmisores Sistema Nervioso
Hormonas Sistema endocrino
Citocinas Sistema inmune
Otros mensajeros químicos incluyen retinoides, eisanoides y factores de crecimiento.
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Bibliografía:•Lodish, et al. Biología Celular y molecular. Edit Médica Panamericana, 5a edición, Buenos Aires, Argentina, 2005.•Karp G. “Biología Celular y Molecular”. McGraw-Hill Intermédica. 2011•Bruice, Paula Yurkanis. Organic Chemistry. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2003.•Marks, Allan D. Basic Medical Biochemistry: a Clinical Approach. Segunda Edición, USA Lippincot Williams & Wilkins, 2004.•Charlotte Pratt Ph.D. Essential Biochemistry. USA.John Wiley and Sons Publishing ,2004.