La membrana celular: estructura, función y tipos de transporte

La membrana celular: estructura y función

Dra. María Del Nogal Ávila maria.nogalavila@ceu.es

depositpr depositphotos S 2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 1Tema 2 La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte.

Estructura y función de la membrana celular

2.2.1. Definición y estructura de la membrana celular 2.2.2. Composición de la membrana celular. 2.2.3. Funciones de la membrana celular

Tipos de transporte de membrana

2.3.1. Pasivo 2.3.2. Activo

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 22.1. Estructura y función de la membrana celular

Definición y estructura de la membrana celular

• La membrana celular es la barrera que separa los dos compartimentos, LIC y LEC
• Se trata de una estructura con 7,5-10 nanómetros de grosor y que es flexible y fina
• La estructura de la membrana sigue el modelo de mosaico fluido (Singer, SJ., Nicolson, GL., 1972) - MOSAICO: Las distintas moléculas que integran una membrana celular se disponen a modo de lámina al igual que en un mosaico. - FLUIDO: Dichas las moléculas pueden desplazarse lentamente dentro de la membrana

Carbohydrate group of glycoprotein Carbohydrate group of glycolipid Extracellular surface of membrane Membrane splits into layers in freeze-fracture electron microscopy. Proteins Intracellular surface of membrane Cholesterol molecules insert themselves into the lipid layer. Lipid tails form the interior layer of the membrane. Phospholipid heads face the aqueous intracellular and extracellular compartments.

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 42.1. Estructura y función de la membrana celular

Composición de la membrana celular

Las membranas celulares están compuestas en mayor parte por lípidos y proteínas COMPOSICIÓN: 42% LÍPIDOS 25% fosfolípidos 13% colesterol 4% otros lípidos 55% PROTEÍNAS 3% HIDRATOS DE CARBONO Membrana celular consiste en V V Colesterol Fosfolípidos, esfingolípidos Hidratos de carbono Proteínas juntos forman juntos forman > juntos forman > Bicapa lipídica Glucolípidos Glucoproteínas funciona como > Barrera selectiva entre el citosol y el medio externo cuyas funciones incluyen Estabilidad estructural Reconocimiento celular Respuesta inmunitaria Silverthorn. Fisiología Humana. Un enfoque integrado.

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 52.1. Estructura y función de la membrana celular

Lípidos de la membrana celular

Los principales lípidos que se encuentran en la membrana plasmática son los fosfolípidos (más abundantes) y el colesterol. Ambos, forman una película fina de doble capa que: • Impide el movimiento de moléculas hidrosolubles. • Proporciona alta permeabilidad a las liposolubles. FOSFOLÍPIDOS • Forman la bicapa lipídica · Son moléculas anfipáticas • Confieren flexibilidad • Tienen función estructural PITA COLESTEROL • Estructura rígida • Proporción: 10-15% • Disuelto en la bicapa

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 72.1. Estructura y función de la membrana celular

Composición de la membrana celular: Lípidos

Los fosfolípidos son moléculas formadas por una cabeza polar de glicerol (hidrosoluble) y dos colas de ácidos grasos (hidrófoba o liposoluble). Como tiene propiedades hidrófilas y lipófilas se dice que son moléculas anfipáticas. Esta propiedad hace que, en un entorno acuoso, las cabezas polares se orienten hacia el agua y las colas polares se alejen del agua. En las membranas celulares, las cabezas polares se orientan en contacto con el LIC y LEC, y las colas de ácidos grasos se enfrentan entre sí en el interior de la bicapa fosfolipidica. A FOSFATIDILETANOLAMINA NH Etanolamina CH3 1 CH 0 Fosfato 0=1-0 Glicerol CH, CH-CH, O O C-0 C-0 - CH2 CH Ácido graso RI R2 Figura 2-1 Fosfolípidos. Boron. Fisiología Médica. 3ª Edición

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 82.1. Estructura y función de la membrana celular

Proteínas de la membrana celular

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTRUCTURA: Proteínas integrales de membrana o transmembrana Son las moléculas más importantes en fisiología ya que tienen receptores intra y extracelulares y pueden ser proteínas transportadoras. Proteínas ancladas a lípidos Se unen covalentemente a las colas de los lípidos que se insertan en la bicapa. Proteínas extrínsecas o periféricas Débilmente unidas a las proteínas integrales o ancladas a lípidos. Sólo están en una región, es decir, en contacto con el LIC o hacia el LEC. Hidrato de carbono Líquido extracelular COOH Proteínas ancladas a lípidos Felcina periférica Citoplasma Proteínas de citoesqueleto Líquido intracelular NH2 Fosfato Dominio citoplasmático

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 112.1. Estructura y función de la membrana celular

Clasificación de proteínas según su función

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU FUNCIÓN: · PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS: Median el movimiento de moléculas hidrosolubles y de iones, hacia dentro o fuera de la célula. · RECEPTORES DE RECONOCIMIENTO: Altamente específicos o receptores de la cara externa de la membrana a los que se unen moléculas extracelulares, como las hormonas o neurotransmisores. • PROTEÍNAS ESTRUCTURALES: Fijan las células a la matriz extracelular. Conectan la membrana con el citoesqueleto. Crean uniones celulares que mantienen unidos a los tejidos, como las uniones estrechas y las uniones en hendidura · PROTEÍNAS ENZIMÁTICAS: catalizan reacciones químicas que ocurren sobre la superficie de la célula NH3 E GDP AC O Gs GTP R Gsa GTP GDP ATP 4. Adenilato ciclasa insulin a a B B ypage.org phosphate groups themedis Cell adhesion Attachment to the cytoskeleton

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 12 Rec2.1. Estructura y función de la membrana celular

Hidratos de carbono de la membrana celular

• Se encuentran exclusivamente expuestos al exterior unidos a lípidos y proteínas. · Forman una capa protectora de glucolípidos y glucoproteínas que se denomina glucocáliz. GPI-anchored membrane protein Peripheral membrane protein Carbohydrate 8.2 Lipid-anchored membrane protein Integral membrane protein Periphe membr protein Koeppen & Stanton: Berne and Levy Physiology, 6th Edition. Copyright @ 2008 by Mosby, an imprint of Elsevier, Inc. All rights reserve Su función principalmente es de identificación y reconocimiento celular

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 132.1. Estructura y función de la membrana celular

Funciones de la membrana celular

V Aislamiento físico: a través de los fosfolipidos. Barrera que separa dos medios de distinta composición: líquidos intra y extracelular. Regulación del intercambio con el medio: media la entrada y salida de iones y nutrientes a la célula, la eliminación de sustancias de desecho celular y la liberación de productos desde la célula. 1 Comunicación entre la célula y el medio: contiene proteínas que le permiten a la célula reconocer y responder a las moléculas o a los cambios en su medio exterior. Sosten estructural: las proteínas de la membrana se unen al citoesqueleto para conservar la forma celular. La membrana celular no es del todo impermeable y permite de manera selectiva el paso de moléculas entre el líquido extracelular y el interior de la célula

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 142.1. Estructura y función de la membrana celular

Función de la membrana celular: permeabilidad

Por lo tanto, decimos que la membrana plasmática es semipermeable Va ha permitir el paso de: · Moléculas pequeñas (O2, CO2) · Moléculas sin carga. · Moléculas liposolubles (urea) · Agua La membrana no es permeable a: · Moléculas grandes · Moléculas hidrosolubles (glucosa) · Moléculas con carga (aminoácidos, iones .. ) High permeability 10º O2, CO2, N2 Small, nonpolar molecules 10-2 Permeability scale (cm/sec) 10-4 H2O, glycerol Small, uncharged polar molecules 10-6 Glucose, sucrose 10-8 Large, uncharged polar molecules 10-10 CI-, K+, lons Na+ 10-12 D L Low permeability Phospholipid bilayer @ 2014 Pearson Education, Inc.

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 152.1. Estructura y función de la membrana celular

Función de la membrana celular: composición

Debido a que la membrana celular es semipermeable, la composición del medio extracelular e intracelular es diferente. EXTRACELLULAR FLUID INTRACELLULAR FLUID Na+ 142 mEq/L 10 mEq/L K+ 4 mEq/L 140 mEq/L Ca++ 2.4 mEq/L -0.0001 mEq/L Mg++ 1.2 mEq/L -58 mEq/L CI -- 103 mEq/L -4 mEq/L HCO3 28 mEq/L -10 mEq/L Phosphates- 4 mEq/L -- 75 mEq/L SO- 1 mEq/L 2 mEq/L Glucose 90 mg/dl 0 to 20 mg/dl Amino acids ---- 30 mg/dl 200 mg/dl ? Cholesterol Phospholipids 0.5 g/dl 2 to 95 g/dl Neutral fat PO2 35 mm Hg 20 mm Hg ? PCO2 46 mm Hg 50 mm Hg ? pH 7.4 7.0 Proteins 2 g/dl 16 g/dl (5 mEq/L) (40 mEq/L) Proteínas son sintetizadas dentro de la célula, son moléculas muy grandes y están cargadas negativamente y no pueden atravesar la bicapa lipídica. Es importante mantener las diferencias de composición para garantizar la vida celular. Esto se consigue gracias a la permeabilidad selectiva de la membrana y a la maquinaria que tiene la célula para generar gradientes electroquímicos. Figure 4-1 Chemical compositions of extracellular and intracellular fluids.

2. La membrana celular: estructura y función. Permeabilidad. Tipos de transporte CEU Universidad San Pablo 16