GUIA DE APOYO N2

BIOLOGA E HISTOLOGA.

ENFERMERA Y KINESIOLOGA.

DOCENTES BIOLOGA: MIRTA CID.

MNICA LATORRE. ANDRES OYANADEL.

GUIA DE APOYO N2.

UNIDAD N1: BIOLOGA CELULAR.

MEMBRANA PLASMTICA.

La clula est rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmtica". La membrana delimita el territorio de la clula y controla el contenido qumico de la clula.

En la composicin qumica de la membrana entran a formar parte lpidos, protenas y glcidos. Los lpidos forman una doble capa y las protenas se disponen de una forma irregular y asimtrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.

Por el aspecto y comportamiento el modelo de membrana se denomina "Modelo de Mosaico Fluido" .La membrana citoplasmtica o plasmtica es una estructura laminar que envuelve el citoplasma de todas y cada una de las clulas, adems de los orgnulos.

Es una bicapa lpidica que sirve de "contenedor" para los componentes de la clula, as como proteccin mecnica. Esta barrera presenta una permeabilidad selectiva, lo cual le permite "seleccionar" las molculas que entran y salen de la clula. Tiene un grosor aproximado de 75 (1A= 1 X 10-10 m).

Estructura de las Membranas

La membrana plasmtica est compuesta por protenas, lpidos y glcidos, cuyas masas guardan proporciones aproximadas de 50%, 40% y 10% respectivamente. Las molculas ms numerosas son las de lpidos, ya que se cree que por cada 50 lpidos hay una protena. Sin embargo, las protenas, debido a su mayor tamao, representan cerca del 50% de la masa de la membrana.

Los lpidos de la membrana son anfipticos. Esto quiere decir que presentan un lado hidrfilo (cargado) y un lado lipfilo (sin carga). De entre los lpidos, los ms importantes son los fosfolpidos y esfingolpidos, que se encuentran en todas las clulas; le siguen los glucolpidos, as como esteroides. Estos ltimos no existen o son escasos en las membranas plasmticas de las clulas procariotas.

La integracin de los datos qumicos, fsico-qumicos y las diversas tcnicas de microscopa llev al actual modelo de "Mosaico fluido" (Singer S.J., and Nicolson, G.L. (1972) Science). Segn este modelo del mosaico fluido, que ha tenido gran aceptacin, las membranas constan de una bicapa lipdica (una doble capa de lpidos) en la cual estn inmersas diversas protenas.

La bicapa lipdica ha sido establecida como la base universal de la estructura de la membrana celular.

Membranas celulares de neuronas opuestas. Dennis Kunkel (m.e., 436.740x.)La microscopa electrnica mostr a la membrana plasmtica como una estructura de tres capas, dos de ellas externas y densas, y una clara en el medio.

Los lpidos son insolubles en agua pero se disuelven fcilmente en disolventes orgnicos. Constituyen aproximadamente el 50% de la masa de la mayora de las membranas plasmticas de las clulas animales, siendo casi todo el resto protenas.

La molcula primaria de la membrana celular es el fosfolpido, posee una "cabeza" polar (hidroflica) y dos "colas" no polares (hidrofbicas), son por tanto simultneamente hidroflicos e hidrofbicos (anfipticos).

Los fosfolpidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas hidrofbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas hidroflicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana.Debido a que las molculas del tipo de los fosfolpidos tienen un extremo que se asocia libremente con el agua y otro que no lo hace, cuando se encuentran dispersas en agua adoptan por lo general una conformacin de capa doble. La estructura en bicapa permite que los grupos del extremo hidroflico se asocien libremente con el medio acuoso, y que las cadenas hidrfobas de cidos grasos permanezcan en el interior de la estructura, lejos de las molculas de agua.

La bicapa lipdica esta complementada con diversos tipos de protenas. La estructura bsica se mantiene unida mediante uniones no covalentes.

Las protenas de la membrana plasmtica se pueden clasificar segn cmo se dispongan en la bicapa lipdica:

Protenas integrales: Embebidas en la bicapa lipdica, suelen atravesar la membrana una o varias veces.

Protenas perifricas: A un lado u otro de la bicapa lipdica, pueden estar unidas dbilmente por enlaces no covalentes o bien mediante enlaces covalentes con un lpido o a un glcido de la membrana.

En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana, las protenas realizan funciones especficas y podemos clasificarlas segn su funcin en:

Estructurales: Estas protenas hacen de "eslabn clave" unindose al citoesqueleto y la matriz extracelular.

Receptores de membrana: Se encargan de la recepcin y transduccin de seales qumicas.

Transportadoras a travs de membrana: Mantienen un gradiente electroqumico mediante el transporte de diversos iones. Estas a su vez pueden ser:

Protenas transportadoras: Son enzimas con centros de reaccin que sufren cambios conformacionales.

Protenas de canal: Dejan un canal hidroflico por donde pasan los iones.

Los glcidos se hallan asociados mediante enlaces covalentes a lpidos y protenas y generalmente forman parte de la matriz extracelular.

Otras sustancias pueden estar asociadas a esta estructura bsica como diversos tipos de glcidos que pueden unirse de forma covalente a lpidos (glucolpidos) o a protenas (glucoprotenas). Las cadenas de estos glcidos se disponen hacia el medio extracelular por la cara externa de la membrana y constituyen el glucoclix o matriz extracelular, con funciones de cierta proteccin ante agresiones mecnicas y qumicas, y la que parece ms importante ya que permite diferenciar el exterior celular permitiendo un reconocimiento intercelular.

Esquema del modelo fluido de membrana

1.-Bicapa de fosfolpidos

2.-Lado externo de la membrana

3.-Lado interno de la membrana

4.-Protena intrnseca de la membrana

5.-Protena canal inico de la membrana

6.-Glicoprotena 7.-Molculas de fosfolpidos organizadas en bicapa

8.-Molculas de colesterol

9.-Cadenas de carbohidratos

10.-Glicolpidos

11.-Regin polar (hidroflica) de la molcula de fosfolpido

12.-Regin hidrofbica de la molcula de fosfolpido

Funciones de las membranas

1. La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas molculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella.

2. Proteccin.

3. Regular el transporte de entrada y salida de sustancias a la clula.4. Servir de receptor para reconocer seales de determinadas molculas y transducir la seal al citoplasma.

5. Permitir el reconocimiento celular.

6. Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular.

7. Servir de sitio estable para la catlisis enzimtica.

8. Proveer de "puertas" que permitan el paso a travs de las membranas de diferentes clulas.

TRANSPORTE A TRAVS DE MEMBRANA.

La bicapa lipdica de la membrana acta como una barrera que separa dos medios acuosos, el medio donde vive la clula y el medio interno celular.

Las clulas requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeas molculas, siempre que sean lipfilas, pero regula el paso de molculas no lipfilas.El paso a travs de la membrana posee dos modalidades:Uno pasivo, sin gasto de energa, y otro activo, con consumo de energa.

Transporte pasivo. Es un proceso de difusin de sustancias a travs de la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay ms hacia el medio donde hay menos. Este transporte puede darse por:

Difusin simple. Es el paso de pequeas molculas a favor del gradiente; puede realizarse a travs de la bicapa lipdica o a travs de canales protecos.

Difusin simple a travs de la bicapa (1). As entran molculas lipdicas como las hormonas esteroideas, anestsicos como el ter y frmacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxgeno y el nitrgeno atmosfrico. Algunas molculas polares de muy pequeo tamao, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, tambin atraviesan la membrana por difusin simple. La difusin del agua recibe el nombre de smosis.

Difusin simple a travs de canales (2). Se realiza mediante las denominadas protenas de canal. As entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las protenas de canal son protenas con un orificio o canal interno, cuya apertura est regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada regin, el receptor de la protena de canal, que sufre una transformacin estructural que induce la apertura del canal.

Difusin facilitada (3). Permite el transporte de pequeas molculas polares, como los aminocidos, monosacridos, etc, que al no poder, que al no poder atravesar la bicapa lipdica, requieren que protenas trasmembranosas faciliten su paso. Estas protenas reciben el nombre de protenas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molcula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molcula hacia el interior de la clula.

El transporte activo (4). En este proceso tambin actan protenas de membrana, pero stas requieren energa, en forma de ATP, para transportar las molculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroqumico.

La bomba de Na+/K+: Requiere una protena transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta protena acta contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energa necesaria para el transporte.

Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrlisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiolgica. De hecho todas las clulas animales gastan ms del 30% del ATP que producen ( y las clulas nerviosas ms del 70%) para bombear estos iones.

PAGE 1