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LA MEMBRANA
PLASMÁTICA
JOSÉ MANUEL GUTIÉRREZ
PROFESOR DE BIOLOGÍA
"membrana plasmática".
Se encuentra rodeando a la célula
Delimita el territorio de la célula y controla
el contenido químico de la célula.
Representa el límite entre el medio
extracelular y el intracelular.
Es de gran importancia para los
organismos, ya que a través de ella se
transmiten mensajes que permiten a las
células realizar numerosas funciones.
Es tan fina que no se puede observar con
el microscopio óptico, siendo sólo visible
con el microscopio electrónico.
Presenta las siguientes
características:
Es una estructura continua que rodea
a la célula.
Por un lado está en contacto con el
citoplasma (medio interno) y, por el
otro, con el medio extracelular que
representa el medio externo.
Contiene receptores específicos que
permiten a la célula interaccionar con
mensajeros químicos y emitir la
respuesta adecuada.
Composición química de la
membrana
Lípidos
40%
Proteínas
50%
Glúcidos
10%
Lípidos
En la membrana de la célula eucariota
encontramos tres tipos de lípidos:
Fosofolípidos,
Glucolípidos y
Colesterol.
Todos tienen carácter
anfipático
Tienen un doble comportamiento
parte de la molécula es hidrófila y
parte de la molécula es hidrófoba
cuando se encuentran en un medio
acuoso se orientan formando una
Bicapa lipídica
La membrana plasmática no es una
estructura estática,
sus componentes tienen posibilidades de
movimiento,
Lo que le proporciona una cierta fluidez.
Los movimientos que pueden realizar
los lípidos son:
de rotación: es como si girara la
molécula en torno a su eje. Es muy
frecuente y el responsable en parte de los
otros movimientos.
de difusión lateral: las moléculas se
difunden de manera lateral dentro de la
misma capa. Es el movimiento más
frecuente.
flip-flop: es el movimiento de la
molécula lipídica de una monocapa a
la otra gracias a unas enzimas
llamadas flipasas. Es el movimiento
menos frecuente, por ser
energéticamente más desfavorable.
de flexión: son los movimientos
producidos por las colas hidrófobas
de los fosfolípidos.
La fluidez es una de las características
más importantes de las membranas.
Depende de factores como :
la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar
la temperatura.
la naturaleza de los lípidos, la presencia de
lípidos insaturados y de cadena corta favorecen
el aumento de fluidez;
la presencia de colesterol endurece las
membranas, reduciendo su fluidez y
permeabilidad.
Proteínas
Son los componentes de la membrana que
desempeñan las funciones específicas
(transporte, comunicación, etc).
Al igual que en el caso de los lípidos , las
proteínas pueden girar alrededor de su eje
y muchas de ellas pueden desplazarse
lateralmente (difusión lateral) por la
membrana.
Las proteínas de membrana se
clasifican en:
Proteínas integrales:
Están unidas a los lípidos íntimamente,
suelen atravesar la bicapa lípidica una o
varias veces, por esta razón se les llama
proteínas de
transmembrana.
Proteínas periféricas:
Se localizan a un lado u otro de la bicapa
lipídica y están unidas débilmente a las
cabezas polares de los lípidos de la
membrana u a otras proteínas integrales
por enlaces de hidrógeno.
Glúcidos
Se sitúan en la superficie externa de las
células eucariotas por lo que contribuyen a
la
asimetría de la membrana
Estos glúcidos son oligosacáridos
unidos a los lípidos ------ glucolípidos
Unidos a las proteínas --- glucoproteinas
Cubierta celular o glucocálix
Esta cubierta de glúcidos representan el
carne de identidad de las células, a
la que se atribuyen funciones
fundamentales:
Funciones:
Protege la superficie de las células de
posibles lesiones
Confiere viscosidad a las superficies
celulares, permitiendo el deslizamiento de
células en movimiento, como , por
ejemplo, las sanguíneas .
Presenta propiedades inmunitarias,
por ejemplo los glúcidos del glucocálix de
los glóbulos rojos representan los
antígenos propios de los grupos
sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.
Interviene en los fenómenos de
reconocimiento celular,particularmente
importantes durante el desarrollo
embrionario.
En los procesos de adhesión entre óvulo y
espermatozoide.
Modelo de mosaico de fluido
En la actualidad es el modelo más
aceptado propuesto por
Singer y Nicholson (1972)
Características
Considera que la membrana es como un mosaico
fluido en el que la bicapa lipídica es la red cemetante
y las proteínas embebidas en ella, interaccionando
unas con otras y con los lípidos.
Tanto las proteínas como los lípidos pueden
desplazarse lateralmente.
Los lípidos y las proteínas integrales se hallan
dispuestos en mosaico.
Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto
a la distribución fundamentalmente de los glúcidos,
que sólo se encuentran en la cara externa.
Funciones de la membrana:
TRANSPORTE:
El intercambio de materia entre el interior
de la célula y su ambiente externo.
RECONOCIMIENTO Y
COMUNICACIÓN
Gracias a moléculas situadas en
la parte externa de la
membrana, que actúan como
receptoras de sustancias.
La bicapa lipídica de la membrana
Actúa como una barrera que separa
dos medios acuosos,
el medio donde vive la célula y
el medio interno celular.
Las células 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 pequeñas moléculas,
siempre que sean lipófilas, pero regula el
paso de moléculas no lipófilas.
LOS MECANISMOS DE
TRANSPORTE
Transporte de moléculas de baja
masa molecular:
El transporte pasivo.
Es un proceso de difusión de
sustancias a través de la
membrana.
Este transporte se puede dar por :
Difusión simple .
Es el paso de pequeñas
moléculas a favor del gradiente;
puede realizarse a través de la
bicapa lipídica o a través de
canales proteícos.
Difusión Simple a través de la bicapa
Así entran moléculas lipídicas como las
hormonas esteroideas, anestésicos
como el éter y fármacos liposolubles. Y
sustancias apolares como el oxígeno y
el nitrógeno atmosférico.
Algunas moléculas polares de muy
pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el
etanol y la glicerina, también atraviesan la
membrana por difusión simple.
La difusión del agua recibe el nombre de
ósmosis
Difusión simple a través de canales
Se realiza mediante las proteínas de canal.
Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+,
Cl-.
Las proteínas de canal son proteínas con
un orificio o canal interno, cuya apertura
está regulada, por ejemplo por ligando,
como ocurre con neurotransmisores u
hormonas, que se unen a una determinada
región, el receptor de la proteína de canal,
que sufre una transformación estructural
que induce la apertura del canal.
Difusión facilitada
Permite el transporte de pequeñas
moléculas polares, como:
- los aminoácidos,
- monosacáridos, etc,
que al no poder atravesar la bicapa
lipídica, requieren que
proteínas tras membranosas
faciliten su paso.
Proteínas permeasas
Son las proteínas transportadoras
Que al unirse a la molécula a
transportar sufren un cambio en su
estructura que arrastra a dicha
molécula hacia el interior de la célula
El transporte activo
En este proceso también actúan proteínas
de membrana, pero éstas requieren
energía, en forma de ATP, para transportar
las moléculas al otro lado de la
membrana.
Se produce cuando el transporte se realiza
en contra del gradiente electroquímico.
Son ejemplos de transporte activo la
bomba de Na/K, y la bomba de Ca
La bomba de Na+/K+
Requiere una proteína transmembranosa
que bombea Na+ hacia el exterior de
la membrana y K+ hacia el interior.
Esta proteína actúa contra el gradiente
gracias a su actividad como ATP-asa, ya
que rompe el ATP para obtener la energía
necesaria para el transporte.
Por este mecanismo, se
bombea 3 Na+ hacia el
exterior y 2 K+ hacia el
interior, con la hidrólisis
acoplada de ATP.
El transporte activo de
Na+ y K+ tiene una gran
importancia fisiológica.
De hecho todas las
células animales gastan
más del 30% del ATP que
producen
y las células nerviosas
más del 70% para
bombear estos iones.
Transporte de moléculas de
elevada masa molécular
Para el transporte de este tipo de
moléculas existen tres mecanismos
principales:
endocitosis,
exocitosis y
transcitosis.
En cualquiera de estos transportes es
fundamental el papel que desempeñan las
llamadas
vesículas revestidas
Estas vesículas se encuentran rodeadas de
filamentos proteicos de clatrina.
Endocitosis
Es el proceso por el que la célula capta
partículas del medio externo mediante una
invaginación de la membrana en la
que se engloba la partícula a ingerir.
Se produce la estrangulación de la
invaginación originándose una vesícula
que encierra el material ingerido.
Tipos de endocitosis
Según la naturaleza de las partículas
englobadas:
Pinocitosis
Fagocitosis
Endocitosis mediada
PINOCITOSIS
Implica la ingestión
de líquidos y
partículas en
disolución por
pequeñas vesículas
revestidas de
clatrina.
FAGOCITOSIS
Se forman grandes
vesículas
revestidas o
fagosomas que
ingieren
microorganismos y
restos celulares.
ENDOCITOSIS
Mediada por un
receptor.
Es un mecanismo
por el que sólo
entra la sustancia
para la cual existe
el correspondiente
receptor en la
membrana.
Fagocitosis
Pinocitosis
EXOCITOSIS
Las macromoléculas
contenidas en vesículas
citoplasmáticas son
transportadas desde el
interior celular hasta la
membrana plasmática,
para ser vertidas al
medio extracelular.
Esto requiere que la
membrana de la vesícula
y la membrana
plasmática se fusionen
para que pueda ser
vertido el contenido de
la vesícula al medio.
Mediante este mecanismo, las células
son capaces de eliminar sustancias
sintetizadas por la célula, o bien
sustancias de desecho.
En toda célula existe un equilibrio
entre la exocitosis y la endocitosis,
para mantener la membrana
plasmática y que quede asegurado el
mantenimiento del volumen celular.
TRANSCITOSIS
Es el conjunto de
fenómenos que permiten
a una sustancia atravesar
todo el citoplasma celular
desde un polo al otro de
la célula.
Implica el doble proceso
endocitosis-exocitosis.
Es propio de células
endoteliales que
constituyen los capilares
sanguineos,
transportándose así las
sustancias desde el
medio sanguíneo hasta
los tejidos que rodean los
capilares.
Aquí tenemos dos animaciones donde puedes ver como se deforma la membrana
en los procesos de endocitosis y exocitosis
http://www.arrakis.es/~lluengo/endoci
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