MEMBRANA CELULAR O PLASMTICALa frontera de la vidaLVARO SARRIA LOPEZ

Estructura de la Membrana CelularEl grosor de la membrana es de 7.5 a 10 nanmetros (nm).No es visible en el microscopio de luz.La membrana se compone, casi completamente, de lpidos y protenas, adicionalmente presenta colesterol y azcares.MitocondriaMembrana plasmticaNcleoMembrana plasmtica

Los fosfolpidos son el principal componente estructural de todas las membranas celulares.Cabeza polar hidroflica: (glicerol + fosfato + colina, o serina, etc. depende del tipo)Dos colas no polares: (dos cidos grasos) que son hidrofbicas o anfipticas.Lpidos de Membrana

FosfolpidosLas cabezas hidroflicas se ubican hacia afuera y sus colas hidrofbicas se ubican hacia adentro de la clula.En agua, los fospolpidos forman espontneamente una bicapa o lmina doble muy estable

Lpidos de MembranaEsteroides como el Colesterol (clula animal) y los Fitoesteroles (clula vegetal) cumplen un papel importante regulando la resistencia y la fluidez de las membranas.

Existen dos tipos generales de protenas de membrana:Protenas integrales o transmembrana: penetran completamente la bicapa fosfolipdica y tienen regiones hidrofbicas.Protenas perifricas: no atraviesan toda la bicapa fosfolipdica y carecen de regiones hidrofbicas (presentan regiones polares o cargadas). Estn asociadas a protenas integrales y a lpidos.Protenas de membrana: permiten el movimiento de materiales a travs de la membrana y la recepcin de seales qumicas desde el ambiente externo de la clula.Protenas de Membrana

Protenas de Membrana

Funcin de las Protenas de MembranaTransporte Permiten y regulan el paso de sustancias que por su tamao o por su carga no atraviesan por difusin la membrana plasmtica.Transportadores pasivos: canales inicosProtenas facilitadoras.

Funcin de las Protenas de MembranaComunicacinClula medio extracelular: reciben estmulos elctricos o qumicos (ej. hormonas).Clula clula: reciben y envan estmulos qumicos y elctricos entre las clulas.

Funcin de las Protenas de MembranaReconocimientoAlgunas Glucoprotenas (protena + carbohidrato), hacen especficas las clulas para un tejido, rgano y hasta para un organismo.

Carbohidratos como glucosa o galactosa se fijan a protenas o a fosfolpidos, por fuera de la membrana plasmtica, formando glucoprotenas o bien glucolpidos.Son importantes para el reconocimiento de molculas especficas.Ayudan a mantener unidas las clulas vecinas. Carbohidratos de Membrana

Teora del Mosaico FluidoMovimiento de los fosfolpidos:Flip - Flop: pueden saltar de una monocapa a la otra; se produce poco por que requiere gran gasto de energa.Difusin lateral: cambian de lugar con fosfolpidos vecinos, dentro de la misma monocapa unas 107 veces por segundo. Rotacin: giran sobre su eje longitudinal con rapidez.Flexin: Separacin y aproximacin de los extremos de las colas, por flexin de las cadenas carbonadas de los cidos grasos.

Funciones de la Membrana PlasmticaProtegen la clula o a la organelas del medio externo.Mantienen una forma estable de la clula u organela.Regulan el transporte de sustancias y energa hacia adentro o hacia afuera de la clula u orgnulo Permite la comunicacin entre las clulas adyacentes.Permiten el reconocimiento celular. Permiten la motilidad de algunas clulas u orgnulos

Permeabilidad SelectivaCapacidad de la membrana de incorporar las sustancias necesarias para la clula y descartar los desechos celulares.Impide que algunas sustancias, como las protenas y los lpidos, entren a la clula.Permite el paso de azcares simples, oxgeno, agua y bixido de carbono.La Permeabilidad a travs de la membrana depende de factores:Solubilidad en los lpidos: Sustancias liposolubles (ej. molculas hidrfobas, no polares) penetran con facilidad la bicapa de fosfolpidos. Por otro lado el agua no pasa con facilidad.Tamao: Muchas molculas de gran tamao (glucosa, protenas, aminocidos, cidos nucleicos) no pasan a travs de la bicapa de fosfolpidos Carga: Molculas cargadas y los iones (k+, Mg+2, Ca+3, Cl-) no pueden pasar, en condiciones normales, a travs de la membrana.

Mecanismos de Transporte de Membrana

Transporte PasivoNo requiere el consumo de energa (ATP).El movimiento ocurre por diferencias en la concentracin y en las cargas elctricas de las sustancias en ambos lados de la membrana.Tenemos los siguientes mecanismos:Difusin simplesmosisDifusin facilitada

Difusin SimpleEl movimiento de molculas se da a travs de la membrana de fosfolpidos, de un gradiente de alta concentracin a baja concentracin. Cuando mayor es el gradiente de concentracin, ms rpida es la velocidad de difusin. Si no intervienen otros procesos, la difusin continuar hasta eliminar el gradiente de concentracin.Molculas solubles en lpidos como etanol, y molculas pequeas como H2O, CO2 y O2.

OsmosisEn la osmosis, el agua viaja desde un rea de baja concentracin de soluto a un rea de alta concentracin del soluto

Osmosis induce a las clulas a contraerse en soluciones hipertnicas e hincharse en soluciones hipotnicasEl control del balance de agua entre clulas y su entorno osmorregulacin, es esencial para los organismos

Algunas molculas por su tamao o carga no difunden libremente a travs de la membrana.Utilizan canales formados por protenas de membrana (porinas) para moverse hacia adentro y afuera de la clula.Estos canales son usados para la glucosa y para iones pequeos y con carga tales como K+, Na+, Cl-. Difusin Facilitada

Las clulas utilizan energa (ATP) durante el transporte. La protena transportadora bombea activamente un soluto determinado a travs de una membrana en contra del gradiente de concentracin del soluto. Transporte Activo

Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K)Es una protena presente en todas las membranas plasmticas de las clulas animales, cuyo objetivo es eliminar sodio de la clula e introducir potasio en el citoplasma.

Funciones de la Bomba de Sodio (Na) y Potasio (K)Mantenimiento de la osmolaridad y del volumen celularMantiene un potencial elctrico de membranaFavorece la trasmisin de impulsos nerviososMantenimiento de los gradientes de sodio y potasio

Transporte mediado por vesculasExocitosis y Endocitosis

Requieren energa (ATP) para llevarse a cabo.Algunas sustancias ms grandes como polisacridos, protenas y otras clulas cruzan las membranas plasmticas mediante varios tipos de transporte grueso:ExocitosisEndocitosis:FagocitosisPinocitosisEndocitosis mediada por receptoresExocitosis y Endocitosis

ExocitosisUna vescula membranosa se desplaza hasta la membrana, se fusiona con la membrana y el contenido se vaca fuera de la clula.

ExocitosisOrganismos unicelulares por ejemplo desechan sus residuos metablicos mediante la formacin de vesculas que expulsan al exterior

Tipos de Exocitosis

EndocitosisMediante la formacin de vesculas o vacuolas a partir de la membrana plasmtica la clula incorpora macromolculas u otras partculas.Tipos: Fagocitosis, Pinocitosis y Endocitosis mediada por receptores.

Tipos de Endocitosis: FagocitosisLa membrana plasmtica forma prolongaciones celulares que envuelven la partcula slida, englobndola en una vacuola. Luego, uno o varios lisosomas se fusionan con la vacuola y vacan sus enzimas hidrolticas en el interior de la vacuola.

Tipos de Endocitosis: PinocitosisLa membrana celular se invagina, formando una vescula alrededor del lquido del medio externo que ser incorporado a la clula.Luego se libera en el citoplasma.

Tipos de Endocitosis: mediada por receptorLas sustancias que sern transportadas al interior deben primero acoplarse a las molculas receptoras especficas. concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones). Cuando los receptores estn unidos con sus molculas especificas, se ahuecan y se cierran formando una vescula.

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