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La célula como un sistema de membranas
La célula eucariota se caracteriza por tener un verdadero núcleo y
orgánulos limitados por membranas.
Núcleo, mitocondrias,
plastos, peroxisomas,
lisosomas y vacuolas.
Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
SISTEMAS
INTERNOS DE
MEMBRANA
CÉLULA
ANCESTRAL
De dos tipos
ORGÁNULOS
MEMBRANOSOS
COMPARTIMENTACIÓN
INVAGINACIONES
DE LA MEMBRANA
CELULAR
CÉLULA
EUCARIOTA
RELACIONES
DE SIMBIOSIS
Por dos vías
Teoría endosimbiótica
Esta teoría explica la existencia de doble membrana en
mitocondrias y cloroplastos así como la existencia de un
genoma propio capaz de sintetizar algunas de sus proteínas.
Núcleo
Procariota
ancestral
Mitocondria
Procariota
fotosintético
Cloroplasto
Ribosomas
Ribosomas
Nucleoide
Eucariota
primitivo
(urcariota)
Eucariota animal
2000-3000 m.a.
Mitocondria
Eucariota
vegetal
1200-2000 m.a.
La Membrana Plasmática.
Es el límite entre el citoplasma y el medio en el que se
encuentra la célula y entre los orgánulos celulares y el
citosol (hialoplasma).
Posee un espesor de 75 Ǻ (ángstrom). Al microscopio
electrónico se presenta como una triple capa. Dos bandas
oscuras externas de 20 Ǻ separadas por una interna de color
Membrana plasmática 0’55
claro de 35 Ǻ.
Composición Química
• 40 % de lípidos
• 60 % de proteínas
• oligosacárido
► Lípidos.
Son anfipáticos. En los glóbulos rojo humanos nos
encontramos:
- Fosfolípidos (55 % del total de los lípidos).
- Colesterol (25%) y otros lípidos.
-Ácidos grasos (20 %)..
- Glucolípidos
Composición química de la membrana plasmática
LÍPIDOS
Oligosacáridos
unidos a
GLÚCIDOS
proteínas
Fosfolípidos,
glucolípidos y
esteroles.
Rotación
Cara
Oligosacáridos
unidos a
lípidos
Glucocálix
externa
Flip-flop
Difusión lateral
TRANSMEMBRANALES O
INTRÍNSECAS
Proteínas
Cara
interna
PERIFÉRICAS O EXTRÍNSECAS
intrínsecas
PROTEÍNAS
Unidas a
los lípidos
Unidas
a las
proteínas
► Las proteínas
▪ Proteínas integrales o intrínsecas. Están asociadas a los lípidos
(70% de las proteínas de membrana y son hidrófobas)
▪ Proteínas periféricas o extrínsecas. Débilmente asociadas a los
lípidos, se separan con facilidad; son hidrosolubles son el 30% restante.
Por su colocación en la membrana, se distinguen:
▪ Proteínas transmembranarias: atraviesan la membrana.
▪ Proteínas de hemimembrana: abarca la mitad de la bicapa.
▪ Proteínas adosadas: fuera de la bicapa.
Estructura de la membrana. Modelo del mosaico fluido
Los lípidos y las proteínas se hallan dispuestos en mosaico.
La membrana es como un mosaico fluido. Tanto las proteínas como los
lípidos pueden desplazarse lateralmente.
Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución
de sus componentes químicos.
Cara
externa
Glucoproteínas
Colesterol
Cara
interna
Proteínas
periféricas
Proteínas
integrales
Glucolípidos
Funciones de la Membrana Plasmática
● Frontera física entre dos medios.
● Facilita que ocurran muchas reacciones químicas.
● La bicapa lipídica es una eficaz barrera.
● Asegura el intercambio de sustancias e información.
● Factores de reconocimiento celular.
● Receptores hormonales y de otras informaciones.
Fisiología de la membrana: mecanismos de transporte
TRANSPORTE DE
MOLÉCULAS DE BAJA
MASA MOLECULAR
TRANSPORTE
PASIVO
TRANSPORTE
ACTIVO
TRANSPORTE DE
MOLÉCULAS DE ELEVADA
MASA MOLECULAR
ENDOCITOSIS
EXOCITOSIS
DIFUSIÓN
SIMPLE
DIFUSIÓN
FACILITADA
TRANSCITOSIS
BOMBA DE
SODIOPOTASIO
PINOCITOSIS
FAGOCITOSIS
ENDOCITOSIS
MEDIADA POR
RECEPTOR
Transporte pasivo
DIFUSIÓN
SIMPLE
A favor de gradiente, sin consumo de energía.
las sustancias solubles atravesan la membrana disueltas en la
bicapa lipídica, por ósmosis o a través de canales acuosos
formados por proteínas transmembranarias.
Difusión a través de la
bicapa
Difusión a través de
proteínas canal
Mediante este
mecanismo
atraviesan
sustancias
solubles (O2,
CO2, urea,...)
DIFUSIÓN requieren la presencia de proteínas transportadoras (permeasas), a
FACILITADA las que se unen y son liberadas en el otro lado de la membrana.
Proteína
transportadora o
“carrier”
Cambio conformacional
Se transportan
moléculas
polares
(Azúcares,
aminoácidos).
Transporte activo: bomba de sodio-potasio
En contra de un gradiente (de la zona más diluida a la más concentrada),
se requieren proteínas transportadoras específicas y un aporte de energía
(para realizar el “bombeo”), que se traduce en un consumo de ATP.
Cara extracelular
Membrana
Bomba Na+ / K+
plasmática
Cambio
conformacional
Cara citoplásmica
Cambio
conformacional
LAS DIFERENCIAS ENTRE LOS MECANISMOS DE TRANSPORTE
Difusión
simple
La
difusión
Difusión facilitada
simple
y
la
facilitada
se
realizan a favor de un gradiente (de
Transporte activo
El transporte activo se
hace en contra de
gradiente y requiere
concentración o químico,
eléctrico, o
aporte energético, es
electroquímico) con lo que no requiere
decir, se produce con
aporte de energía para realizarse.
consumo de ATP
La difusión facilitada y el transporte activo se
realizan con la mediación de moléculas de
proteínas de la membrana.
En la difusión
simple
no Intervienen
prot. En el transporte activo
transportadoras
intervienen los
intervienen
“permeasas”
que
se complejos conocidos
proteínas
mediando
el unen de forma específica como “bombas” (por
las
paso
de a la molécula que ha de ejemplo, la de Na/K) que
ser transportada y por un tienen una doble función:
sustancias.
cambio
de Transportadora y
conformación
facilitan enzimática (catalizan la
hidrólisis del ATP).
su paso
Endocitosis
Incorpora partículas mediante una invaginación de la membrana. La invaginación
se estrangula y forma una vesícula en el interior. Se distinguen dos tipos:
PINOCITOSIS
FAGOCITOSIS
Vesícula
pinocítica
revestida
Clatrin
a
Clatrina
MEDIADA POR
RECEPTOR
Formación del
complejo
receptor-ligando
Ligando
Receptor
Clatrina
Fagosoma
revestido de
clatrina
Vesícula
endocítica
revestida
Membrana
plasmática
Exocitosis y transcitosis
Endocitosis y exocitosis
EXOCITOSIS
Mecanismo por el
cual las células son
capaces de eliminar
sustancias
sintetizadas por ella
o bien de desecho.
TRANSCITOSIS
Endocitosis
Permite a una
sustancia
atravesar
todo el
citoplasma de
una célula.
Fusión con la
membrana y
liberación del
contenido
Vesícula de
exocitosis
Medio
sanguíneo
Vesícula de
transcitosis
Célula
endotelia
l
Exocitosis
Medio tisular
Diferenciaciones de la Membrana Plasmática
I.-Microvellosidades. Son evaginaciones que aumentan
la superficie de intercambio (intestino delgado).
II.- Invaginaciones. Profundos entrantes con finalidad
semejante. (túbulos contorneados de las nefronas),
III.- Uniones intercelulares: para mantener adheridas
y comunicadas células vecinas.
• Uniones occludens (impermeables). No dejan espacio
e impiden el paso de sustancias (cél. Epiteliales)
• Uniones comunicantes. Existe un espacio
intercelular, las membranas no llegan a contactar y
permite el paso de pequeñas moléculas.
Sinapsis.
Uniones en hendidura (o gap), dejan entre sí
una hendidura ancha que permite el paso de
moléculas relativamente grandes.
• Uniones adherentes (desmosomas). El la cara interna de
la membrana hay un material denso, denominado “placa”,
hacia el que se dirigen haces de filamentos.
Estructuras celulares
Uniones comunicantes
ESTRUCTURA DE UNA
SINAPSIS
Vesículas
sinápticas
Mitocondria
Neurotransmi
sor
ESTRUCTURA DE
UNIÓN EN
HENDIDURA
Neurona
presináptica
Montículos
de Ackers
Hendidura
sináptica
Conexones
Canal
hidrófilo
Espacio
extracelular
Neurona
postsináptica
Membranas
plasmáticas
de células
contiguas
Estructuras celulares
Tipos de desmosomas
HEMIDESMOSOMAS
EN BANDA O ZÓNULAS
ADHERENTES
Placa
citoplásmica
Catenina
Cadherinas
Actina
Membranas
plasmáticas
de células
contiguas
Filamentos
intermedios
Placa
desmosómica
Fibras
de
colágen
o
Integrin
as
Membrana
plasmática
Espacio
extracelula
r
Membranas
plasmáticas de
células
contiguas
DESMOSOMAS PUNTIFORMES
Tonofilamentos
Cadheina
s
Placa
desmosómica
Placa
desmosómica
Espacio
extracelular
Filamentos
intermedios
5
Estructuras celulares
35 Uniones intercelulares
CÉLULA
INTESTINAL
Unión estrecha
(naranja)
Desmosoma
puntiforme
CÉLULA
INTESTINAL
Desmosoma
en banda
Contacto entre dos células intestinales.
Microvilli
La pared de la célula vegetal
Es una matriz extracelular. adosada a la memb. plasmática de las cél. vegetales,
alto contenido en celulosa, lo que la hace ser gruesa, rígida y organizada.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Célulosa, hemicelulosa y pectina
embutidas en una matriz proteica
ESTRUCTURA
Membrana
Pared
plasmática
secundaria
Pared
Lámina media
primaria
Célula vecina
Lámina media: capa más externa y delgada
común a ambas células, formada por pectina
Pared primaria: capa delgada y semirrígida,
Células vegetales con pared primaria (plantas en crecimiento). Formada por celulosa
con una abundante matriz hemicelulósica.
FUNCIONES
Pared secundaria: gruesa formada
• Exoesqueleto que protege a la célula. por subcapas de celulosa, las fibras
distinta orientación, gran rigidez y
• Responsable de que la planta se
resistencia. En células maduras
mantenga erguida.
• Impide que la célula vegetal se rompa al intervenir en el mantenimiento
de la presión osmótica intracelular.
Matriz Extracelular
Se encuentra por fuera de la membrana celular. Segregada por la células.
El glucocálix (conjunto de cadenas de oligosacáridos) aparece en la
cara externa de la membrana celular de muchas células animales. Tiene
funciones de reconocimiento celular indispensables para la fecundación,
reconocimiento de la célula a parasitar de virus y bacterias, adhesión de células
para formación de tejidos y recepción de antígenos específicos para cada
célula.
Su estructura consiste en una fina red de fibras de proteína inmersa en
una estructura gelatinosa de glucoproteínas hidratadas, la sustancia
fundamental amorfa.
En su composición química: colágeno, elastina, fibronactina,
glucoproteínas.
La función es primordialmente servir de unión en los tejidos
conectivos, cartilaginoso y conjuntivo. Puede acumular sales, originando tejido
óseo o quitina y dando lugar a exoesqueletos.
PREGUNTAS
Membrana plasmática
Pared celular