Transpote membrana
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Health & Medicine
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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
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•La permeabilidad de membrana es indispensable para el funcionamiento celular.
•Mantener condiciones fisiológicas intracelulares.
•Determinara que sustancias entran a la célula, el paso de agua ,iones , metabolitos de desecho, mantención del equilibrio osmótico.
Los procesos de paso a través de membrana dependerán del tamaño y la naturaleza de la sustancia a difundir por la M.P.
Es en las membranas plasmáticas que ocurre un “pasaje” de iones ,aa , monosacáridos y aun moléculas hidrofilicas superiores.A pesar de sus dispares características todas pueden “pasar” lo que se debe en general a proteínas transportadoras.
•En gral son proteínas de paso múltiple•Altamente especificas.
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Según tamaño de la sustancia a difundir
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TRANSPORTE DE PEQUEÑAS MOLÉCULAS.
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TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR
BOMBA DE SODIO-POTASIO
DIFUSIÓN FACILITADA
DIFUSIÓN SIMPLE
TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO
TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO
A favor de gradiente En contra de gradiente (de concentración, eléctrico o electroquímico)
Sin consumo de energía Con consumo de energía
Puede ser por difusión simple o por difusión facilitada
Se realiza por medio de proteínas especializadas denominadas «bombas» (ejemplo «bomba de Na-K»)
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Difusión se define como el movimiento de moléculas de una zona de mayor concentración a una menor concentración.
a) Difusión simple: aquella donde ocurre espontáneamente sin uso energético
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DIFUSION SIMPLE
El transporte pasivo se realiza a favor de gradiente, sin consumo de energía.
Difusión a través de la bicapa Difusión a través de proteínas canal
Mediante este mecanismo atraviesan moléculas lipídicas (hormonas esteroides), sustancias apolares (O2, N2) y débilmente polares (H2O, CO2, etanol, urea,...) sin carga
eléctrica.
Mediante este mecanismo atraviesan sustancias con carga eléctrica
(pequeños iones: Na+, K+. Cl-)
Difusión a través de proteínas canal
Canales iónicos
Canales regulados mecánicamente
Canal regulado por ligando
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Canales iónicos
•Formados por poros o conductos hidrofilicos que recorren el espesor de la M.P.•Permiten el pasaje pasivo de iones a través de la M.P.
Canales regulados por ligandos
Canal-Receptor, que al unirse a su ligando especifico cambia su conformación ,lo que determina su apertura.
Canal regulado mecánicamente
Se abre por estiramiento de membrana
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Proteína transportadora permeasas o “carrier” Cambio conformacional
DIFUSION FACILITADA
•Se transportan moléculas polares (glucosa, sacarosa, nucleótidos, aminoácidos,…).
•Posee una velocidad menor que los canales.
• Ocurre a favor de gradiente.
• La difusión facilitada es específica y saturable: mediada por proteínas transportadoras.
• Implica un cambio conformaciones en la proteína..
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• CARACTERÍSTICAS DE LAS PERMEASAS:
• SON TRANSMEMBRANALES.
• SON ESPECÍFICAS
• AL UNIRSE A LA MOLÉCULA QUE VAN A TRASMPORTAR SUFREN UN CAMBIO DE FORMA
• ES SATURABLE. EXISTE UNA VELOCIDAD MÁXIMA DE TRANSPORTE.
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Cotransporte: Transporte de dos iones o moléculas al mismo tiempo. Uno a favor de gradiente y otro en contra
Contratransporte: movimiento de moléculas o iones en diferentes sentidos
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Una diferencia fisiológica entre la difusión simple y la facilitada es la cinética de la rx.
La velocidad de pasaje es directamente proporcional a la diferencia de concentraciones ambos lados de la membrana.
Difusión simple
Difusión facilitada
La velocidad de transporte aumenta rápidamente con la diferencia de concentración ,con una vel máxima cuando todas las proteínas transportadoras están ocupadas, el sistema esta saturado
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•Transporte de sustancias de gran tamaño.
•Requiere gasto energético por parte de la célula
Características:
1.especificas y saturables
2. En contra de un gradiente de concentración
3. Termodinámicamente negativo (consumo de energía)
4. ATasas de transporte (cotransporte y contratransporte)
Bomba sodio-potasio (Na+-K+)
Es aquella que transporta calcio al espacio extracelular y sodio al interior del citosol
Transporte activo:
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Transporte activo
Primario
Secundario
Cuando el pasaje de iones o moléculas debe realizarse contra una gradiente electroquímica o de concentración ,se requiere el uso de energía y por lo tanto se habla de transporte activo
Transporte activo primario
•Las permeasas utilizan ATP directamente como fuente de energia.•Se llaman bombas o ATPasas.•Familias de cadenas polipeptidicas asociadas •Fin común es transportar o cotransportar un determinado ion en contra de una gradiente electroquímica con el uso de ATP
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Bomba de protones Bomba de Ca
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Bomba Na-K
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1. Se unen los iones de sodio desde el interior del citosol
2. Hidrolización de ATP y fosforilación de la proteína
3. La energía permite la translocación de los iones al espacio extracelular
4. Se unen iones de potasio que están en el espacio extracelular
5. La desfosforilación de la proteína la vuelve a la forma original
6. Iones ingresan. Se repite el ciclo
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Transporte activo secundario
•Aquí se utiliza la energia potencial contenida en la gradiente favorable de la sustancia cotransportada.
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El transporte activo se realiza en contra de gradiente, con consumo de energía en forma de ATP. Un ejemplo lo constituye la «bomba de Sodio-Potasio».
CITOPLASMA
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+Na+[Na+] alta
[K+] baja
[Na+] baja[K+] alta
ATP
ADP
P P
PP
K+
K+
K+
K+
K+
K+
El Na+ citoplasmático seune a la bomba Na-K.
La unión del Na+ estimulala fosforilación de la bomba, porhidrólisis de una molécula de ATP.
La fosforilación causa que laproteína cambie su configuración,y expulse Na+ al exterior.
El K+ extracelular se une a labomba, provocando la liberacióndel grupo fosfato.
La pérdida del grupo fosfatorestaura la proteína a suconformación inicial.
El K+ es liberado y los sitiosdel Na+ son receptivos de nuevo;el ciclo se repite.
CITOPLASMA
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TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO
DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVES DE LA BICAPA LIPÍDICA
DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVES DE PROTEÍNAS CANAL
DIFUSIÓN FACILITADA A TRAVES DE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS O «CARRIERS»
ATP
SUSTANCIAS SOLUBLES SIN CARGA
SUSTANCIAS CON CARGA (IONES)
SUSTANCIAS POLARES
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•Las macromoléculas no atraviesan las membranas , sino por un proceso de deformación y fusión de membranas se produce el llamado “TRANSPORTE de MASA”
•Procesos activos, es decir que requieren ATP
Transporte de moléculas de elevado P.M.
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Endocitosis y exocitosis: transporte masivo
Endocitosis
Exocitosis
• Transporte de moléculas grandes• Ingestión de partículas y microorganismos (fagocitosis)
Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores
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1.- 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. Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de endocitosis
•Se origina un desprendimiento de M.P. para luego internalizarla.
•Existen dos mecanismos morfológicos y funcionalmente distintos
Pinocitosis Fagocitosis
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PinocitosisPinocitosis
•Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.
PINOCITOSIS
Clatrina
![Page 26: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/26.jpg)
Plasmamembrane
Pinocytosisvesicles forming(arrows) in a celllining a smallblood vessel(TEM).
0.5 µm
Vesicle
PINOCYTOSIS
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FAGOCITOSIS
Clatrina
Fagosoma revestido de clatrina
•Proceso en el cual la celula extiende prolongaciones para incorporar el material extracelular destinado a ser destruido por los lisosomas.
•Se distinguen 2 fenómenos• Adhesión o adsorción de la molécula externa en la membrana y la penetración propiamente tal.
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CYTOPLASM
“Food” orother particle
EXTRACELLULARFLUID
Bacterium
Food vacuole
An amoeba engulfing a bacterium viaphagocytosis (TEM)
Pseudopodiumof amoeba
1 µm
Food vacuole
PHAGOCYTOSIS
Se forman grandes vesículas revestidas o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.
![Page 29: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/29.jpg)
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
• Sólo se produce la endocitosis para una sustancia (ligando) si en la membrana existe el correspondiente receptor de membrana.
Una vez formado el complejo ligando-receptor, se forma la correspondiente vesícula endocítica revestida
![Page 30: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/31.jpg)
Receptor
RECEPTOR-MEDIATED ENDOCYTOSIS
Ligand
Coatedvesicle
Coat protein
Coat protein
Plasmamembrane
0.25 µm
A coated pitand a coatedvesicle formedduringreceptor-mediatedendocytosis(TEMs).
![Page 32: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Transpote membrana](https://reader033.fdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559b53971a28ab8e4e8b4818/html5/thumbnails/33.jpg)
•Es el proceso mediante el cual se vierten al exterior macromoléculas intracelulares encerradas en vesículas.
• Estas macromoléculas pueden ser liberadas de forma continua, como ocurre en las glándulas de secreción externa, mientras que otras han de esperar una señal mediada por un mensajero químico (hormona) que, al unirse a los receptores de superficie, aumenta los niveles de Ca+ y provoca la exocitosis, como sucede en el sistema nervioso
. La exocitosis