LA MEMBRANALA MEMBRANAPLASMÁTICA PLASMÁTICA

""membrana plasmática"membrana plasmática"..

Se encuentra rodeando a la célulaSe encuentra rodeando a la célula

Delimita el territorio de la célula y controla Delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.el contenido químico de la célula.

Representa el límite entre el medio Representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular.extracelular y el intracelular.

Es de gran importancia para los Es de gran importancia para los organismos, ya que a través de ella se organismos, ya que a través de ella se transmiten mensajes que permiten a las transmiten mensajes que permiten a las células realizar numerosas funciones.células realizar numerosas funciones.

Es tan fina que no se puede observar con Es tan fina que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico. con el microscopio electrónico.

Presenta las Presenta las siguientes siguientes

características: características:

Presenta lasPresenta las siguientes siguientes características:características:

Es una estructura continua que Es una estructura continua que rodea a la célula. rodea a la célula.

Por un lado está en contacto con el Por un lado está en contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio extracelular que otro, con el medio extracelular que representa el medio externo. representa el medio externo.

Contiene receptores específicos que Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar permiten a la célula interaccionar con mensajeros químicos y emitir la con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada. respuesta adecuada.

Composición química de la Composición química de la membranamembrana

Lípidos 60%Lípidos 60%

Proteínas 30%Proteínas 30%

Glúcidos 10% Glúcidos 10%

LípidosLípidos

En la membrana de la célula eucariota En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos:encontramos tres tipos de lípidos:

FosofolípidosFosofolípidos, ,

Glucolípidos y Glucolípidos y

ColesterolColesterol..

Todos tienen carácter Todos tienen carácter anfipáticoanfipático

Tienen un doble comportamientoTienen un doble comportamiento

parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófila y

parte de la molécula es hidrófobaparte de la molécula es hidrófoba

cuando se encuentran en un medio cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando unaacuoso se orientan formando una

Bicapa lipídicaBicapa lipídica

La membrana plasmática no es una La membrana plasmática no es una estructura estática,estructura estática,

sus componentes tienen posibilidades de sus componentes tienen posibilidades de movimientomovimiento, ,

Lo que le proporciona una cierta fluidez. Lo que le proporciona una cierta fluidez.

Los movimientos que pueden Los movimientos que pueden realizar los lípidos son:realizar los lípidos son:

de rotaciónde rotación: es como si girara la : es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos. otros movimientos.

de difusión lateralde difusión lateral: las moléculas se : las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más misma capa. Es el movimiento más frecuente. frecuente.

flip-flopflip-flop: es el movimiento de la : es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas la otra gracias a unas enzimas llamadas llamadas flipasasflipasas. Es el movimiento . Es el movimiento menos frecuente, por ser menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable. energéticamente más desfavorable.

de flexiónde flexión: son los movimientos : son los movimientos producidos por las colas hidrófobas producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos. de los fosfolípidos.

La fluidez es una de las características La fluidez es una de las características más importantes de las membranas.más importantes de las membranas.

Depende de factores como :Depende de factores como :

la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la la temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. temperatura. la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos la naturaleza de los lípidos, la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez;aumento de fluidez;la presencia de colesterol hace la bicapa más la presencia de colesterol hace la bicapa más resistente y flexible, pero menos fluida y menos resistente y flexible, pero menos fluida y menos permeable a iones o monosacáridos. permeable a iones o monosacáridos.

ProteínasProteínasSon los componentes de la membrana Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones que desempeñan las funciones específicas (transporte, comunicación, específicas (transporte, comunicación, etc). etc).

Al igual que en el caso de los lípidos , las Al igual que en el caso de los lípidos , las proteínas pueden girar alrededor de su proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana. lateral) por la membrana.

Las proteínas de membrana se Las proteínas de membrana se clasifican en:clasifican en:

Proteínas integrales:Proteínas integrales:

Están unidas a los lípidos íntimamente, Están unidas a los lípidos íntimamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces, por esta razón se les llama varias veces, por esta razón se les llama

proteínas de proteínas de transmembranatransmembrana. .

Proteinas periféricas:Proteinas periféricas:

Proteínas periféricas:Proteínas periféricas:

Se localizan a un lado u otro de la bicapa Se localizan a un lado u otro de la bicapa

lipídica y están unidas débilmente a las lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno. por enlaces de hidrógeno.

GlúcidosGlúcidos

Se sitúan en la superficie externa de las Se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen células eucariotas por lo que contribuyen a la a la

asimetríaasimetría de la membrana de la membrana

Estos glúcidos son oligosacáridos Estos glúcidos son oligosacáridos

unidos a los lípidos ------ glucolípidos unidos a los lípidos ------ glucolípidos

Unidos a las proteínas --- glucoproteinasUnidos a las proteínas --- glucoproteinas

Cubierta celular o glucocálixCubierta celular o glucocálix

Esta cubierta de glúcidos representan el Esta cubierta de glúcidos representan el

carne de identidadcarne de identidad de las células, ade las células, a

la que se atribuyen funcionesla que se atribuyen funciones fundamentales:fundamentales:

Funciones:Funciones:

Protege la superficie de las células de Protege la superficie de las células de posibles lesiones posibles lesiones

Confiere viscosidad a las superficies Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el deslizamiento de celulares, permitiendo el deslizamiento de células en movimiento, como , por células en movimiento, como , por ejemplo, las sanguíneas .ejemplo, las sanguíneas .

Presenta propiedades inmunitarias,Presenta propiedades inmunitarias,

por ejemplo los glúcidos del glucocálix de por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos antígenos propios de los grupos

sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.

Interviene en los fenómenos de Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular,particularmente reconocimiento celular,particularmente importantes durante el desarrollo importantes durante el desarrollo embrionario. embrionario.

En los procesos de adhesión entre óvulo y En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide. espermatozoide.

Modelo de mosaico de fluidoModelo de mosaico de fluido

En la actualidad es el modelo más En la actualidad es el modelo más aceptado propuesto poraceptado propuesto por

Singer y Nicholson Singer y Nicholson (1972) (1972)

CaracterísticasCaracterísticas

Considera que la membrana es como un mosaico fluido Considera que la membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cemetante y las en el que la bicapa lipídica es la red cemetante y las proteínas embebidas en ella, interaccionando unas con proteínas embebidas en ella, interaccionando unas con otras y con los lípidos. otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. desplazarse lateralmente. Los lípidos y las proteínas integrales se hallan Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. dispuestos en mosaico. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución fundamentalmente de los glúcidos, a la distribución fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara externa.que sólo se encuentran en la cara externa.

Funciones de la membrana:Funciones de la membrana:

TRANSPORTETRANSPORTE::

El intercambio de materia entre el interior El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo.de la célula y su ambiente externo.

RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓNRECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN

Gracias a moléculas situadas en Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la la parte externa de la membrana, que actúan como membrana, que actúan como receptoras de sustancias.receptoras de sustancias.

La bicapa lipídica de la La bicapa lipídica de la membranamembrana

Actúa como unaActúa como una barrera que separa barrera que separa dos medios acuososdos medios acuosos, ,

el medio donde vive la célula yel medio donde vive la célula y

el medio interno celular.el medio interno celular.

Las células requieren nutrientes del Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio metabolismo y mantener su medio interno estable.interno estable.

La membrana presenta una La membrana presenta una permeabilidad selectivapermeabilidad selectiva, ya que , ya que permite el paso de pequeñas moléculas, permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas. paso de moléculas no lipófilas.

LOS MECANISMOS DE LOS MECANISMOS DE TRANSPORTETRANSPORTE

Transporte de moléculas de baja Transporte de moléculas de baja masa molecular:masa molecular:

El transporte pasivoEl transporte pasivo. .

Es un proceso de difusión de Es un proceso de difusión de sustancias a través de la sustancias a través de la membrana. membrana.

Este transporte se puede dar por :Este transporte se puede dar por :

Difusión simpleDifusión simple . .

Es el paso de pequeñas Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de bicapa lipídica o a través de canales proteícos.canales proteícos.

Difusión Simple a través de la bicapaDifusión Simple a través de la bicapaAsí entran moléculas lipídicas como las Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideashormonas esteroideas, , anestésicosanestésicos como el éter y como el éter y fármacos liposolublesfármacos liposolubles. Y . Y sustancias apolaressustancias apolares como el oxígeno y como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. el nitrógeno atmosférico.

Algunas moléculas polares de muy Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. la membrana por difusión simple.

La difusión del La difusión del aguaagua recibe el nombre de recibe el nombre de ósmosis ósmosis

Difusión simple a través de canalesDifusión simple a través de canales

Se realiza mediante las proteínas de canal.Se realiza mediante las proteínas de canal.

Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Cl-.

Las proteínas de canal son proteínas con Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando, está regulada, por ejemplo por ligando, como ocurre con como ocurre con neurotransmisores u neurotransmisores u hormonashormonas, que se unen a una determinada , que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal. que induce la apertura del canal.

Difusión facilitadaDifusión facilitadaPermite el transporte de Permite el transporte de pequeñas pequeñas moléculas polaresmoléculas polares, como:, como:

- los - los aminoácidosaminoácidos,,

- - monosacáridosmonosacáridos, etc,, etc,

que al no poder atravesar la bicapa que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que lipídica, requieren que proteínas trasproteínas tras membranosas membranosas

faciliten su paso. faciliten su paso.

Proteínas permeasasProteínas permeasas

Son las proteínas transportadorasSon las proteínas transportadoras

Que al unirse a la molécula a Que al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célulamolécula hacia el interior de la célula

El transporte activoEl transporte activo

En este proceso también actúan proteínas En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de energía, en forma de ATPATP, para , para transportar las moléculas al otro lado de transportar las moléculas al otro lado de la membrana. la membrana.

Se produce cuando el transporte se Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente realiza en contra del gradiente electroquímico. electroquímico.

Son ejemplos de transporte activo la Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/Kbomba de Na/K, y la , y la bomba de Cabomba de Ca

La bomba de Na+/K+La bomba de Na+/K+

Requiere una proteína transmembranosa Requiere una proteína transmembranosa que que bombea Na+ hacia el exteriorbombea Na+ hacia el exterior de de la membrana y K+ hacia el interior.la membrana y K+ hacia el interior.

Esta proteína actúa contra el gradiente Esta proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP para obtener la energía que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte. necesaria para el transporte.

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

Transporte de moléculas de Transporte de moléculas de elevada masa molécularelevada masa molécular

Para el transporte de este tipo de Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos moléculas existen tres mecanismos principales: principales:

endocitosisendocitosis,,

exocitosisexocitosis y y

transcitosistranscitosis. .

En cualquiera de estos transportes es En cualquiera de estos transportes es fundamental el papel que desempeñan las fundamental el papel que desempeñan las llamadas llamadas

vesículas revestidasvesículas revestidas

Estas vesículas se encuentran rodeadas Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos proteicos de de filamentos proteicos de clatrinaclatrina. .

EndocitosisEndocitosis

Es el proceso por el que la célula capta Es el proceso por el que la célula capta partículas del medio externo mediante partículas del medio externo mediante una una invaginación de la membranainvaginación de la membrana en en la que se engloba la partícula a ingerir.la que se engloba la partícula a ingerir.Se produce la estrangulación de la Se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido. que encierra el material ingerido.

Tipos de endocitosisTipos de endocitosisSegún la naturaleza de las partículas Según la naturaleza de las partículas englobadas: englobadas:

PinocitosisPinocitosis

FagocitosisFagocitosis

Endocitosis mediada Endocitosis mediada

PINOCITOSISPINOCITOSIS

Implica la ingestión Implica la ingestión de líquidos y de líquidos y partículas en partículas en disolución por disolución por pequeñas vesículas pequeñas vesículas revestidas de revestidas de clatrina. clatrina.

FAGOCITOSISFAGOCITOSIS

Se forman grandes Se forman grandes vesículas revestidas vesículas revestidas o fagosomas que o fagosomas que ingieren ingieren microorganismos y microorganismos y restos celulares. restos celulares.

ENDOCITOSISENDOCITOSISMediada por un Mediada por un receptor. receptor.

Es un mecanismo Es un mecanismo por el que sólo por el que sólo entra la sustancia entra la sustancia para la cual existe para la cual existe el correspondiente el correspondiente receptor en la receptor en la membrana. membrana.

EXOCITOSISEXOCITOSISLas macromoléculas Las macromoléculas contenidas en vesículas contenidas en vesículas citoplasmáticas son citoplasmáticas son transportadas desde el transportadas desde el interior celular hasta la interior celular hasta la membrana plasmática, membrana plasmática, para ser vertidas al para ser vertidas al medio extracelular.medio extracelular.

Esto requiere que la Esto requiere que la membrana de la vesícula membrana de la vesícula y la membrana y la membrana plasmática se fusionen plasmática se fusionen para que pueda ser para que pueda ser vertido el contenido de la vertido el contenido de la vesícula al medio. vesícula al medio.

Mediante este mecanismo, las células Mediante este mecanismo, las células son capaces de eliminar sustancias son capaces de eliminar sustancias sintetizadas por la célula, o biensintetizadas por la célula, o bien

sustancias de desecho. sustancias de desecho.

En toda célula existe un equilibrio En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis, entre la exocitosis y la endocitosis, para mantener la membrana para mantener la membrana plasmática y que quede asegurado el plasmática y que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular. mantenimiento del volumen celular.

TRANSCITOSISTRANSCITOSISEs el conjunto de Es el conjunto de fenómenos que permiten fenómenos que permiten a una sustancia atravesar a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular todo el citoplasma celular desde un polo al otro de desde un polo al otro de la célula.la célula.

Implica el doble proceso Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis.endocitosis-exocitosis.

Es propio de células Es propio de células endoteliales que endoteliales que constituyen los capilares constituyen los capilares sanguineos, sanguineos, transportándose así las transportándose así las sustancias desde el sustancias desde el medio sanguíneo hasta medio sanguíneo hasta los tejidos que rodean los los tejidos que rodean los capilares. capilares.

Aquí tenemos dos animaciones donde puedes ver como se deforma la membrana en los procesos de endocitosis y exocitosis