La membrana plasmática. Orgánulos membranosos

1. La membrana plasmática. Orgánulos membranosos 9

2. La membrana plasmática. Orgánulos membranosos 9 • 1. La membrana plasmática • 1.1. Composición de la membrana • 1.2. Estructura. Modelo Singer-Nicholson 1972 • 1.3 Funciones de la membrana • 1.4 Transporte a través de la membrana • a) Transporte de moléculas pequeñas • b) Transporte de macromoléculas • 2. Retículo endolásmico • 3. Aparato de Golgi • 4. Lisosomas • 5. Perroxisomas y glioxisomas • 6. Mitocondrias • 7. Cloroplastos y otros plastos

3. Esquema La membrana plasmática. Orgánulos membranosos 1. La membrana plasmática El retículo endoplasmático El transporte a través de la membrana El aparato de Golgi Las vacuolas Endocitosis Los lisosomas Uniones intercelulares Los peroxisomas y los glioxisomas Las mitocondrias Los cloroplastos

4. La membrana plasmática El transporte a través de membrana Endocitosis Uniones intercelulares El retículo endoplasmático El aparato de Golgi Las vacuolas Los lisosomas Los peroxisomas y los glioxisomas Las mitocondrias Los cloroplastos Recursos para la explicación de la unidad

5. Estructura de la Membrana Celular • El grosor de la membrana es de 7.5 a 10 nanómetros (nm). • No es visible en el microscopio óptico. • Límite entre el medio extracelular e intracelular. Mitocondria Membrana plasmática Núcleo Membrana plasmática

6. Composición química La membrana se compone, casi completamente, de lípidos y proteínas,adicionalmente presenta colesteroly glúcidos.

7. Encontramos: Fosfolípidos Glucolípidos Colesterol Nota: La membrana plasmática de procariotas no presenta esteroles y el porcentaje de fosfolípidos es distinto. En arqueas en vez de ácidos grasos hay unidades repetitivas de isopreno (unidos por enlace éster a la glicerina). Cabeza Símbolo Colas Lípidos de Membrana

8. Los fosfolípidos son el principal componente estructural de todas las membranas celulares. Carácter anfipático. Formación de micelas bicapas Distribución asimétrica Cabeza polar hidrofílica: (glicerol + fosfato + colina, o serina, etc. depende del tipo) Dos colas no polares: (dos ácidos grasos) que son hidrofóbicas o anfipáticas. Cabeza Símbolo Colas Lípidos de Membrana

11. Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas

12. Colesterol Las moléculas de colesterol se encuentran intercaladas entre los fosfolípidos, y su función principal es la de regular la fluidez de la bicapa inmovilizando las colas hidrofóbicas próximas a la regiones polares. Es decir, endurece las membranas, reduce su fluidez y permeabilidad. • Carácter anfipático. • Distribución asimétrica

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

14. La fluidez de la membrana depende de: • Temperatura: Al aumentar la T aumenta la fluidez • Naturaleza de los lípidos: • Dobles enlaces: A mayor nº de dobles enlaces mayor fluidez (menor FVW). • Longitud de la cadena: A mayor longitud de la cadena menor fluidez.Los lípidos insaturados y de cadena corta favorece el aumento de fluidez. • Presencia de colesterol. Endurece las membranas reduciendo su fluidez y permeabilidad

15. Movimientos que pueden realizar los lípidos

16. Proteínas de membrana Determinan la función de la membrana biológica. Confieren a la membrana sus funciones específicas. Son características de cada especie. La mayoría globulares. Se mueven por difusión lateral. Distribución asimétrica

17. Muchas proteínas de membrana son glucoproteínas. • Tipos (por la forma en la que están dispuestas en la MP): • - Periféricas o extrínsecas: incluidas de manera parcial en una de las superficies de la membrana, unidas covalentemente a lípidos (lipoproteínas) o asociadas a ellos. • - Integrales o intrínsecas: Inmersas en la bicapa. Si atraviesan totalmente la membrana (pudiendo sobresalir) se denominan transmembrana.

18. Las proteínas de la membrana pueden actuar: • Enzimas: catalizan • Túnel: permiten el paso de sustancias. • Bombas: Transportan iones a ambos lados de la membrana (Na+., K+ …) • Receptores de mensajeros químicos.

19. Proteínas de Membrana

20. Glúcidos • En forma de glucolípidos y glucoproteínas. • Localizados en cara externa. • Constituyen el glucocálix (solo en células animales) • Distribución asimétrica

21. Protección contra daños químicos y/o físicos. Interviene en fenómenos de reconocimiento celular. Confiere viscosidad a la membrana. Interviene en la comunicación intracelular. Presenta propiedades inmunitarias (ejemplo el glucocálix de los eritrocitos representan los antígenos de los grupos sanguíneos). Contribuye al reconocimiento y fijación de determinadas sustancias que la célula incorpora mediante fagocitosis y pinocitosis. Funciones glucocálix

22. Membrana plasmática La mayoría de las membranas celulares constituyen un “mosaico fluido” de fosfolípidos y proteínas. Modelo Singer-Nicholson 1972

23. La membrana celular

24. La membrana plasmática Proteína integral Proteína transmembranosa Fosfolípido Glicolípido Glucoproteína Proteína periférica Colesterol Líquido extracelular Citosol

25. Protegen la célula o a la organelas del medio externo. Mantienen una forma estable de la célula u organela. Regulan el transporte de sustancias y energía hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo Permite la comunicación entre las células adyacentes. Permiten el reconocimiento celular. Permiten la motilidad de algunas células u orgánulos Funciones de la Membrana Plasmática

26. La membrana plasmática Microvellosidades Membrana

27. MECANISMO DE TRANSPORTE Transporte de moléculas de bajo peso molecular Transporte de moléculas de elevada masa molecular Endocitosis T. pasivo T. activo Exocitosis Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptor Difusión simple Difusión facilitada Bomba sodio-potasio

28. Transporte pasivo Transporte activo El transporte de moléculas de bajo peso molecular Puede ser de dos tipos:

29. No requiere el consumo de energía (ATP). A favor de gradiente. El movimiento ocurre por diferencias en la concentración y en las cargas eléctricas de las sustancias en ambos lados de la membrana. Tenemos los siguientes mecanismos: Difusión simple Ósmosis Difusión facilitada Moléculas de colorante Membrana EQUILIBRIO EQUILIBRIO Transporte Pasivo

30. Exterior de la Célula Mayor concentración Menor concentración O2 O2 O2 Menor concentración CO2 CO2 CO2 Mayor concentración Citoplasma Difusión Simple • Las moléculas atraviesan directamente la mb o por canales membranosos (proteínas en canal) • El movimiento de moléculas se da a través de la membrana de fosfolípidos, de un gradiente de alta concentración a baja concentración. • Cuando mayor es el gradiente de concentración, más rápida es la velocidad de difusión. • Moléculas solubles en lípidos como etanol, y moléculas pequeñas como H2O, N2, CO2 y O2.

31. DIFUSIÓN SIMPLE A través de la bicapa Por canales (Proteínas Transmembrana) H. esteroideas, Éter, cloroformo Apolares: O2, N2, H2O, CO2 Na+, K+, Ca2+, Cl- Difusión por ligando y receptor

32. Algunas moléculas por su tamaño o carga no difunden libremente a través de la membrana. Se efectúa mediante proteínas transportadoras (permeasas o carriertransmmembranas) capaces de trasladar moléculas polares o iones. Dichas proteínas sufren cambios conformacionales Estos canales son usados para la glucosa, aminoácidos y para iones pequeños y con carga tales como K+, Na+, Cl-. Difusión Facilitada

33. RESUMIENDO: El transporte pasivo Difusión simple Difusión por variación de potencial eléctrico Membrana polarizada Membrana despolarizada Difusión facilitada por permeasa Difusión por ligando Ligando Permeasa

34. Las células utilizan energía (ATP) durante el transporte. Se realiza en contra gradiente químico y eléctrico (electroquímico) La sustancia transportada se une a la proteína transportadora y es liberada en el interior de la célula sin sufrir modificación. Transporte Activo

35. Es una proteína presente en todas las membranas plasmáticas de las células animales, cuyo objetivo es eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el citoplasma. Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K)

36. Funciones de la Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K) • Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen celular • Mantiene un potencial eléctrico de membrana • Favorece la trasmisión de impulsos nerviosos • Mantenimiento de los gradientes de sodio y potasio

37. RESUMIENDO: El transporte activo ATP Bomba de sodio-potasio Na+ ADP + Pi K+ Se produce un cambio conformacional y se bombean dos iones de potasio hacia el interior. Se produce un cambio conformacional de la proteína y se bombean tres iones de sodio hacia el exterior.

38. Transporte de macromoléculas • Endocitosis • Exocitosis Se basan en la formación de vesículas membranosas.

39. Exocitosis Una vesícula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vacía fuera de la célula. Se consigue expulsan fuera residuos del metabolismo… Fluido celular externo Citoplasma

40. Exocitosis • Organismos unicelulares por ejemplo desechan sus residuos metabólicos mediante la formación de vesículas que expulsan al exterior

41. Tipos de Exocitosis Secreción Reguladora Secreción de enzimas u hormonas Secreción Constitutiva Reponer membrana o proteínas

42. Mediante la formación de vesículas o vacuolas a partir de la membrana plasmática la célula incorpora macromoléculas u otras partículas. Se induce la formación de un sistema reticular de clatrina (proteína filamentosa), posteriormente un relieve membranoso, para formar la vesícula. Así, por ejemplo, se capta colesterol. Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por receptores. Líquido intersticial Membrana Plasmática Citoplasma Vesícula Endocitosis

43. Tipos de Endocitosis: Fagocitosis La membrana plasmática forma prolongaciones celulares (pseudópodos) que envuelven la partícula sólida, englobándola en una vesícula (fagosoma). Luego, uno o varios lisosomas se fusionan con la vacuola y vacían sus enzimas hidrolíticas en el interior de la vacuola. FAGOCITOSIS Pseudópodo Alimento a ser ingerido

44. La membrana celular se invagina, formando una vesícula alrededor del líquido del medio externo que será incorporado a la célula. Luego se libera en el citoplasma. PINOCITOSIS Membrana celular Pinocitosis

45. Las sustancias que serán transportadas al interior deben primero acoplarse a las moléculas receptoras específicas. concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones). Cuando los receptores están unidos con sus moléculas especificas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula. Membrana celular ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES CAVIDAD Material unido a las proteínas receptoras citoplasma Endocitosismediada por receptor

46. Endocitosis Pinocitosis Clatrina receptor Clatrina ligando Complejo receptor-ligando Vesícula pinocítica Fagocitosis Endocitosis por receptor Clatrina Fagosoma Vesícula endocítica

47. Repaso

49. Uniones intercelulares • Son regiones especializadas de la membrana plasmática en las que se concentran proteínas transmembranas especiales, mediante las cuales se establecen conexiones entre dos células o entre una célula y la matriz extracelular. • Aparecen en todos los tejidos, pero son abundantes en los epiteliales. • Por su función se clasifican en: • Uniones íntimas o de oclusión. • Uniones adherentes o desmosomas • Uniones de comunicación tipo gap