Embed Size (px)
Citation preview
MECANISMOS DE MECANISMOS DE TRANSPORTE A NIVEL DE LA TRANSPORTE A NIVEL DE LA
MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
La membrana plasmática o celular es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular).
Aíslan selectivamente el contenido de la célula del medio externo.
Regulan el intercambio de sustancias esenciales entre la célula y el fluido extracelular.
Permiten la comunicación con otras células.
Permiten las uniones en el interior de las células y entre ellas.
Regulan muchas reacciones bioquímicas.
FUNCIONES DE LA MEMBRANA FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULARCELULAR
ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA CELULAR
La membrana esta constituida de una doble capa de fosfolípidos, combinada con una variedad de proteínas en un arreglo de mosaico fluido.
La superficie de las membranas celulares son hidrofílicas (amante del agua), y el interior es hidrofóbico.
La superficie de las membranas celulares son hidrofílicas (amante del agua), y el interior es hidrofóbico.
Las moléculas hidrofílicas tienden a interactuar con el agua y una con otra, Las moléculas hidrofóbicas evitan la interacción con el agua y tienden a interactuar con otras moléculas hidrofóbicas.
MOSAICO FLUIDO : LAS PROTEINAS SE MUEVEN DENTRO DE LAS CAPAS DE LIPIDOS.
BICAPA DE FOSFOLIPIDOS:
ES LA PORCION FLUIDA DE LA MEMBRANA. SU FUNCION PRINCIPAL ES AISLAR SELECTIVAMENTE EL CONTENIDO DE LA
CELULA DEL AMBIENTE EXTERIOR.
FLEXION EN LA COLA DEL ACIDO GRASO : AYUDA A MANTENER LA MEMBRANA FLUIDA.
Efecto de la Temperatura en la bicapa de fosfolipidos:
TEMPERATURA ALTA : MÁS FLUIDA
TEMPERATURA BAJA: MENOS FLUIDA
FLEXION EN LA COLA DEL ACIDO GRASO : AYUDA A MANTENER LA MEMBRANA FLUIDA.
Efecto de la Temperatura en la bicapa de fosfolipidos:
TEMPERATURA ALTA : MÁS FLUIDA
TEMPERATURA BAJA: MENOS FLUIDA
EL COLESTEROL EN LA MEMBRANA CELULAR:
“ HACE A LA BICAPA MAS RESISTENTE Y FLEXIBLE, PERO MENOS FLUIDA A ALTAS TEMPERATURAS,
MENOS SOLIDA A BAJAS TEMPERATURAS Y MENOS PERMEABLE A SUSTANCIAS SOLUBLES EN
AGUA COMO IONES O MONOSACARIDOS”
EL COLESTEROL EN LA MEMBRANA CELULAR:
“ HACE A LA BICAPA MAS RESISTENTE Y FLEXIBLE, PERO MENOS FLUIDA A ALTAS TEMPERATURAS,
MENOS SOLIDA A BAJAS TEMPERATURAS Y MENOS PERMEABLE A SUSTANCIAS SOLUBLES EN
AGUA COMO IONES O MONOSACARIDOS”
PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA CELULAR
PROTEINAS DE LA MEMBRANA CELULAR
PROTEINAS DE LA MEMBRANA CELULAR
PROTEÍNAS RECEPTORAS
PROTEINAS RECEPTORAS:
Tienen un sitio de unión para cada molécula especifica ( carbohidratos, hormonas etc.
Estas proteínas son usadas en la comunicación intercelular. En esta animación Ud. puede ver una hormona juntándose al receptor. Esto hace que la proteína receptora suelte una seña para realizar alguna acción.Ejemplo: una hormona producida por las glándulas suprarrenales, provoca contracciones más fuertes en el musculo cardiaco cuando se unen a los receptores.
PROTEÍNAS DE RECONOCIMIENTO:
Son glucoproteinas localizadas en la superficie de las células que sirven como etiquetas de identificación. Ejemplo: Las células del sistema inmunitario, reconocen una bacteria o un virus como invasor e inician su destrucción, porque reconocen a sus glucoproteínas especificas.
PROTEÍNAS ENZIMATICAS:Las enzimas son proteínas que a menudo están unidas a las superficies internas de las membranas. Las enzimas promueven reacciones químicas que sintetizan o rompen moléculas biológicas sin cambiar ellas mismas.
PROTEÍNAS ENZIMATICAS:Las enzimas son proteínas que a menudo están unidas a las superficies internas de las membranas. Las enzimas promueven reacciones químicas que sintetizan o rompen moléculas biológicas sin cambiar ellas mismas.
PROTEÍNAS DE UNION:
Las proteínas de unión sirven de sostén a las membranas celulares de varias formas. Ejemplo: algunas proteínas de unión vinculan a la membrana plasmática con la red de filamentos proteicos dentro del citoplasma, llamada citoesqueleto.
PROTEINAS DE TRANSPORTE:
Las proteínas de transporte regulan el movimiento de las moléculas hidrofilicas a través de la membrana plasmática.
TIPOS DE PROTEINAS DE TRANSPORTE A NIVEL DE LA
MEMBRANA CELULAR
PROTEINAS DE CANAL:
Son proteínas de transporte que, al alinearse, forman poros o canales en la bicapa lipidica a través de los cuales el agua o ciertos iones pueden cruzar la membrana en cualquier dirección.Ejemplo: Las células nerviosas tienen canales distintos para iones sodio, potasio y calcio.
Las células vegetales, las células del cuerpo humano incluyendo el cerebro, los pulmones, los músculos y los riñones tienen canales especializados para el paso de agua, llamados ACUAPORINAS ( Significa poros de agua )Las acuaporinas permiten que el agua cruce las membranas por difusión facilitada, que es más rápida que por difusión simple.
ACUAPORINAS
PROTEÍNAS PORTADORAS
Son proteínas de transporte con regiones distintas llamadas sitios activos que unen moléculas especificas del citosol o del fluido extracelular, como aminoácidos o pequeñas proteínas.Las proteínas portadoras que hacen posible la difusión facilitada no utilizan energía.
¿ Cómo logran las sustancias atravesar la membrana?
Las sustancias se mueven directamente a través de las membranas por difusión traspasando la bicapa fosfolipidica, o bien, viajando por medio de proteínas especializadas en el transporte.
Las sustancias se mueven directamente a través de las membranas por difusión traspasando la bicapa fosfolipidica, o bien, viajando por medio de proteínas especializadas en el transporte.
Las membranas celulares son selectivamente permeables. Algunos solutos
cruzan la membrana libremente, algunos cruzan con asistencia y otros no pueden
cruzar.
Las membranas celulares son selectivamente permeables. Algunos solutos
cruzan la membrana libremente, algunos cruzan con asistencia y otros no pueden
cruzar.
CONCEPTOS BASICOS PARA ENTENDER LOS MECANISMOS DE
TRANSPORTE CELULAR
CONCEPTOS BASICOS PARA ENTENDER LOS MECANISMOS DE
TRANSPORTE CELULAR
FLUIDO:Es cualquier sustancia cuyas moléculas se mueven libremente pasando unas sobre otras.Ejemplo: los líquidos y los gases.
Solutos y solventes:
SOLUTO SOLVENTE
Un soluto es una sustancia que puede
disolverse en un solvente (agua, gases)
Es el medio donde se disuelve el soluto. ( es un fluido)
CONCENTRACION:
La concentración de moléculas en un fluido es el número de moléculas en una unidad de volumen dada
Ejemplo: La concentración de oxigeno en el aire.
La concentración de una sustancia define la cantidad de soluto en una
cantidad determinada de
solvente.
GRADIENTE:
Es la diferencia física en propiedades, como temperatura, presión, carga eléctrica o concentración de una sustancia particular en un fluido entre dos regiones adyacentes del espacio.
GRADIENTE DE CONCENTRACION:
Un gradiente es una diferencia física entre dos regiones del espacio que hace que se muevan moléculas desde una región a otra.
La difusión ocurre en favor del gradiente de concentración, es decir, de regiones con altas concentraciones de partículas hacia regiones con más bajas concentraciones de partículas.
La ósmosis ocurre en favor del gradiente de concentración de moléculas de agua.
Gradiente de Concentración
Porción externa
MembranaCelular
Porción interna
MECANISMOS DE MECANISMOS DE TRANSPORTE A NIVEL DE LA TRANSPORTE A NIVEL DE LA
MEMBRANA CELULARMEMBRANA CELULAR
La célula necesita expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias.
Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos de transporte son:
Transporte pasivo Transporte activo
Transporte Celular:Transporte Celular:
El transporte celular es el
intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana plasmática o el movimiento de moléculas dentro de la célula.
MECANISMOS DE TRANSPORTEMECANISMOS DE TRANSPORTE
Transporte pasivo:
Es la difusión de sustancias a través de las membranas celulares.
TRANSPORTE PASIVOTRANSPORTE PASIVO
PRINCIPIOS DE LA DIFUSIÓNPRINCIPIOS DE LA DIFUSIÓN
La difusión es el movimiento neto de moléculas de un gradiente de mayor concentración a otro de menor concentración.
Cuanto mayor es el gradiente de concentración, más rápida es la difusión.
Cuanto mayor es la temperatura, más rápida es la difusión.
Si no intervienen otros procesos, la difusión continuará hasta eliminar el gradiente de concentración.
La difusión no puede desplazar moléculas rápidamente a grandes distancias.
DIFUSIÓN SIMPLE
AlcoholCO2O2
Sustancias con mayor peso molecular
El O2, CO2, Alcohol, son las sustancias que son capaces de moverse directamente a través de la bicapa de fosfolipidos por difusión simple.
DIFUSIÓN FACILITADA. El soluto se mueve a favor de su
potencial electroquímico a través de la membrana, pero la atraviesa gracias a la existencia de una proteína que facilita
esa difusión.
DIFUSIÓN FACILITADA. El soluto se mueve a favor de su
potencial electroquímico a través de la membrana, pero la atraviesa gracias a la existencia de una proteína que facilita
esa difusión.
Osmosis:Osmosis:
El movimiento de agua se realiza desde un sitio de mayor concentración a uno de menor concentración para igualar concentraciones.
Ósmosis en una célula animal
En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.
En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis.
En un medio hipertónico, la célula se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación
CELULAS EN DIFERENTES SOLUCIONESCELULAS EN DIFERENTES SOLUCIONES
SOLUCIONES ISOTONICAS
SOLUCIONES HIPOTÓNICAS
SOLUCIONES HIPERTÓNICAS
ÓSMOSIS EN UNA CÉLULA VEGETAL
En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico. En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus
vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia. Turgencia: Fenómeno que se da en las células
vegetales, en la cuál aumenta el agua en la vacuola, aumenta el volumen de la célula y la pared va a dar contención impidiendo que la célula se rompa.
En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis .
Plasmólisis: Se libera agua, disminuye el agua en la vacuola y disminuye el volumen celular. Se separa la Membrana Plasmática de la pared celular.
En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis .
Plasmólisis: Se libera agua, disminuye el agua en la vacuola y disminuye el volumen celular. Se separa la Membrana Plasmática de la pared celular.
TRANSPORTE ACTIVO
TRANSPORTE ACTIVO
El transporte activo utiliza energía para mover moléculas en contra de sus gradientes de concentración.En el transporte activo, las proteínas de la membrana utilizan energía celular para pasar moléculas o iones al otro lado de la membrana.Las proteínas de transporte activo a menudo se llaman bombas, porque utilizan energía para mover moléculas.
El transporte activo utiliza energía para mover moléculas en contra de sus gradientes de concentración.En el transporte activo, las proteínas de la membrana utilizan energía celular para pasar moléculas o iones al otro lado de la membrana.Las proteínas de transporte activo a menudo se llaman bombas, porque utilizan energía para mover moléculas.
Gradiente de Concentración
Porción externa
MembranaCelular
Porción interna
BOMBA DE SODIO Y POTASIO
La bomba sodio-potasio usa energía (generalmente obtenida de la hidrólisis de ATP), a nivel de la misma proteína de membrana produciendo un cambio conformacional que resulta en el transporte de una molécula a través de la proteína.
La bomba sodio-potasio usa energía (generalmente obtenida de la hidrólisis de ATP), a nivel de la misma proteína de membrana produciendo un cambio conformacional que resulta en el transporte de una molécula a través de la proteína.
La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las células musculares.
La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las células musculares.
En todas las células de los organismos superiores hay:
mayor cantidad de sodio extracelular que intracelular, siendo la relación aproximada de 142 a 14 mili equivalentes por litro (mEq/L), respectivamente.
Respecto del potasio ocurre lo contrario, puesto que hay 140 mEq/L en el interior de la célula y solo 4 mEq/L por fuera
La bomba de sodio y potasio es una proteína presente en todas las membranas plasmáticas de las células, cuyo objetivo es:
eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el citoplasma. Ese intercambio permite mantener, a través de la membrana, las diferentes concentraciones entre ambos cationes.
1: tres iones de sodio (3 Na+) intracelulares se insertan en la proteína transportadora. 2: el ATP aporta un grupo fosfato (Pi) liberándose difosfato de adenosina (ADP). El grupo fosfato se une a la proteína, hecho que provoca cambios en el canal proteico. 3: esto produce la expulsión de los 3 Na+ fuera de la célula. 4: dos iones de potasio (2 K+) extracelulares se acoplan a la proteína de transporte. 5: el grupo fosfato se libera de la proteína induciendo a los 2 K+ a ingresar a la célula. A partir de ese momento, comienza una nueva etapa con la expulsión de otros tres iones de sodio.
Transporte en masa:Transporte en masa:
Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos mecanismos:
EndocitosisExocitosis
Endocitosis y Endocitosis y ExocitosisExocitosis
Algunas sustancias más grandes, como moléculas grandes, partículas de alimento e incluso células pequeñas, también se mueven hacia el exterior o el interior de la célula. Se pueden mover por exocitosis y por endocitosis , que son mecanismos de transporte activo que requieren un gasto directo de energía por parte de la célula.
Endocitosis En la endocitosis, el material que se incorporará a la célula induce una invaginación de la membrana, produciéndose una vesícula que encierra a la sustancia.
Esta vesícula es liberada en el citoplasma.
Se conocen tres formas distintas de endocitosis:
la fagocitosis ("células comiendo"), la pinocitosis ("células bebiendo") la endocitosis mediada por receptor; todas ellas requieren energía.
Endocitosis En la endocitosis, el material que se incorporará a la célula induce una invaginación de la membrana, produciéndose una vesícula que encierra a la sustancia.
Esta vesícula es liberada en el citoplasma.
Se conocen tres formas distintas de endocitosis:
la fagocitosis ("células comiendo"), la pinocitosis ("células bebiendo") la endocitosis mediada por receptor; todas ellas requieren energía.
Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas.
Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas.
Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular
ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORESENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES
Las sustancias que serán transportadas al interior de la célula deben primero acoplarse a las moléculas receptoras específicas. Los receptores se encuentran concentrados en zonas particulares de la membrana (depresiones) o se agrupan después de haberse unido a las moléculas que serán transportadas. Cuando las depresiones están llenas de receptores con sus moléculas especificas unidas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula.
Exocitosis
Es la expulsión de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la membrana celular.La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.
¿ Cómo las uniones especializadas permiten a las células establecer
conexiones y comunicarse ?
En los organismos multicelulares, las membranas plasmáticas mantienen unidos cúmulos de células y forman rutas mediante las cuales las células se comunican con sus vecinas.
Dependiendo del organismo y del tipo de célula, pueden establecerse cuatro tipos de conexiones entre las células:
DesmosomasUniones estrechasUniones en hendidura o abiertasPlasmodesmos
DESMOSOMAS
Los desmosomas son puntos de fijación entre algunos tipos de células animales, representando una especie de “soldadura” entre ellas.
Las células epiteliales adyacentes, como las de la capa superior de la piel, están unidas tan estrechamente una con otra que se requiere fuerza mecánica considerable para separarlas. Esta unión se logra a través de desmosomas.
Los desmosomas ayudan a resistir fuerzas de deslizamiento.
Los desmosomas son puntos de fijación entre algunos tipos de células animales, representando una especie de “soldadura” entre ellas.
Las células epiteliales adyacentes, como las de la capa superior de la piel, están unidas tan estrechamente una con otra que se requiere fuerza mecánica considerable para separarlas. Esta unión se logra a través de desmosomas.
Los desmosomas ayudan a resistir fuerzas de deslizamiento.
UNIONES ESTRECHAS
Las uniones estrechas sellan los espacios intercelulares que hay entre algunos tipos de células animales. Se consideran como áreas de conexiones íntimas entre las membranas de células adyacentes, a tal punto que no queda espacio entre las células y no es posible el paso de sustancias entre ellas.
Las células conectadas por uniones estrechas sellan cavidades corporales. Por ejemplo, las uniones de este tipo entre las células que revisten el intestino impiden que las sustancias contenidas en este órgano pasen al interior del cuerpo o al torrente sanguíneo rodeando las células.
Las células conectadas por uniones estrechas sellan cavidades corporales. Por ejemplo, las uniones de este tipo entre las células que revisten el intestino impiden que las sustancias contenidas en este órgano pasen al interior del cuerpo o al torrente sanguíneo rodeando las células.
UNION EN HENDIDURA
Estas uniones no sólo conectan membranas, sino que también actúan como poros que comunican los citoplasmas de células adyacentes, a través de los cuales pueden circular moléculas inorgánicas pequeñas como iones o algunas orgánicas como el ATP.
PLASMODESMOSPLASMODESMOS
Plasmodesmos: finos conductos que atraviesan las paredes y conectan entre sí los citoplasmas de las células adyacentes. Están rodeados por una membrana común y presentan un túbulo de retículo endoplasmático, el desmotúbulo.FUNCIONES:-Exosqueleto que protege y da forma.-Unen las células entre sí.-Les permite vivir en medio hipotónico.-La lignificación permite porte erecto y formación de vasos.-Cutinización y suberificación impermeabiliza la superficie.-Barrera para el paso de sustancias.
Muchas GraciasMuchas Gracias
