- Membranas celulares. Componentes. Estructura. Propiedades. Tipos de transporte.
1. ¿Qué mecanismo utiliza la célula para liberar sus productos de secreción?. Explícalo.
Se trata de un mecanismo mediante el cual la vesícula secretora se fusiona con la membrana plasmática para descargar su contenido. Mediante este mecanismo las macromoléculas fabricadas por el retículo endoplasmático rugoso, transportadas por el retículo endoplasmático liso y modificadas en el aparato de Golgi son finalmente liberadas en vesículas de secreción, las cuales son transportadas desde el interior del citosol a la membrana plasmática para ser expulsadas al medio extracelular. Este proceso se llama exocitosis.
Se trata de un mecanismo mediante el cual la vesícula secretora se fusiona con la membrana plasmática para descargar su contenido. Mediante este mecanismo las macromoléculas fabricadas por el retículo endoplasmático rugoso, transportadas por el retículo endoplasmático liso y modificadas en el aparato de Golgi son finalmente liberadas en vesículas de secreción, las cuales son transportadas desde el interior del citosol a la membrana plasmática para ser expulsadas al medio extracelular. Este proceso se llama exocitosis.
2. Haz un esquema de la membrana plasmática según el modelo de mosaico fluido e identifica sus componentes.
1. Lípidos de membrana (fosfolípidos)
2. Parte externa de la membrana
3. Parte interna (citosòlica) de la membrana
4. Proteína membrana
5. Proteína canal o transportadora
6. Glucoproteína
7. Parte apolar (hidròfila) del lípido
8. Colesterol
9. Glucolípido
10. Monosacàrido (glucosa)
11. Parte polar (hidròfila) del lípido
12. Bicapa lipídica
3. ¿Por qué se dice que la membrana plasmática es asimétrica?
Se dice que la membrana plasmática es asimétrica porque contiene oligosacáridos unidos covalentemente a lípidos formando glicolípidos o a proteínas formando glicoproteínas que se sitúan únicamente en la cara externa de la membrana plasmática de las células eucariotas.
Las proteínas son diferentes en cada una de las caras de la membrana (citosólica y extracelular).
Constituyen la cubierta celular o glucocáliz que tiene como función: proteger a la célula, relacionarse con moléculas de la matriz extracelular, conferir la viscosidad que le permita a la célula movimiento, confiere sus características inmunológicas e interviene en los procesos de reconocimiento celular y fijación de determinadas sustancias que son reconocidas por receptores específicos de membrana.
Las proteínas son diferentes en cada una de las caras de la membrana (citosólica y extracelular).
Constituyen la cubierta celular o glucocáliz que tiene como función: proteger a la célula, relacionarse con moléculas de la matriz extracelular, conferir la viscosidad que le permita a la célula movimiento, confiere sus características inmunológicas e interviene en los procesos de reconocimiento celular y fijación de determinadas sustancias que son reconocidas por receptores específicos de membrana.
4. Explica las diferencias
entre:
Endocitosis y exocitosis:
Endocitosis y exocitosis:
-
Endocitosis: En este proceso una extensión de la membrana rodea progresivamente al material que será introducido, a continuación se produce una invaginación de la membrana y finalmente ésta se separa del resto de la membrana, formando una vesícula endocítica. Posteriormente el material incorporado es digerido por los lisosomas. Hay diferentes tipos de endocitosis: simple y mediante receptor, pinocitosis y fagocitosis.
- Pinocitosis: implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución por pequeñas vesículas revestidas de clatrina.
- Fagocitosis o endocitosis en fase sólida: se forman grandes vesículas revestidas por clatrina o fagosomas que ingieren microorganismos y restos celulares.
- Endocitosis: intervenida por receptor: sólo será endocitada la sustancia para la que existe el correspondiente receptor en la membrana. Cuando se forma un complejo ligando-receptor se constituye la vesícula revestida de clatrina. De esta manera se incorporan macromoléculas como la insulina, el colesterol, el hierro, etc.
La presentan células como los macrófagos, los histocitos o los neutrófilos.
Exocitosis: Proceso por el que las macromoléculas contenidas en las vesículas son transportadas hasta la membrana plasmática para ser expulsadas al medio extracelular. Este proceso requiere la fusión de la membrana de la vesícula y la membrana plasmática. Para que se lleve a término este proceso se requiere la presencia de Ca. De esta manera las células vierten al exterior sustancias sintetizadas por la célula o sustancias de desecho.
- Pinocitosis y fagocitosis: Los dos procesos son mecanismos de endocitosis con la diferencia de que durante la pinocitosis se ingieren líquidos o partículas en disolución y en la fagocitosis se ingieren microorganismos o restos celulares de gran tamaño.
5. Explicar como entran a la célula :
1) El agua: el agua entra en la célula para igualar la concentración iónica que hay entre el medio interno y el medio extracelular. Se introduce por un proceso de ósmosis, proceso de transporte de membrana sin necesidad de transportador y pasivo. El agua entrará en la célula cuando el medio interno sea hipertónico (alta concentración iónica) con respecto al medio externo hipotónico (baja concentración iónica).
2) Los iones: Los iones se introducirán en la célula por difusión pasiva, sin consumo de energía metabólica, cuando su concentración sea mayor en el medio extracelular. Si el transporte no necesita mediador (proteína transportadora) se llama difusión simple. Ejemplos: oxígeno, dióxido de carbono, etc. Si los iones necesitan la presencia de un transportador específico se le llama difusión facilitada.
En ambos casos los iones entrarán en la célula debido al gradiente de concentración positivo entre el medio interno y el extracelular hasta igualar las concentraciones de ambos medios. Ejemplos: Na, K, Cl, etc.
En ambos casos los iones entrarán en la célula debido al gradiente de concentración positivo entre el medio interno y el extracelular hasta igualar las concentraciones de ambos medios. Ejemplos: Na, K, Cl, etc.
Si la concentración de iones es menor en el medio extracelular, es decir, es hipotónico respecto al interior celular, los iones atravesarán la membrana con la ayuda de un transportador específico consumiendo energía debido a que han de bombearse los iones en contra de un gradiente de concentración.
Ejemplo: bomba Na-K durante el proceso de repolarización de la membrana neuronal.
Ejemplo: bomba Na-K durante el proceso de repolarización de la membrana neuronal.
6. Indica las diferencias que hay entre el transporte activo y el transporte pasivo a través de la membrana plasmática y explica los tipos de transporte pasivo.
Este tipo de transporte activo o pasivo sólo se lleva a cabo con iones o moléculas de baja masa molecular (solutos de pequeño tamaño).
El transporte activo se hace en contra de un gradiente electroquímico e implica el consumo de energía metabólica en forma de ATP.. Sólo lo pueden realizar algunas proteínas de membrana especializadas, también llamadas bombas. Ejemplo: la bomba sodio-potasio es la más importante.
El transporte pasivo se efectúa a favor de un gradiente electroquímico y sin consumo de energía.
Hay dos tipos de transporte:
- Difusión simple: Mediante este proceso atraviesan la membrana sustancias que son solubles como el O2, el CO2, etanol, urea, etc. que atraviesan la membrana entre los fosfolípidos. Se trata de moléculas sin carga eléctrica o con carga eléctrica neta cero. Algunas proteínas de la membrana, llamadas proteínas canal, permiten el paso de sustancias con pequeñas cargas eléctricas a favor de un gradiente de concentración.
El transporte activo se hace en contra de un gradiente electroquímico e implica el consumo de energía metabólica en forma de ATP.. Sólo lo pueden realizar algunas proteínas de membrana especializadas, también llamadas bombas. Ejemplo: la bomba sodio-potasio es la más importante.
El transporte pasivo se efectúa a favor de un gradiente electroquímico y sin consumo de energía.
Hay dos tipos de transporte:
- Difusión simple: Mediante este proceso atraviesan la membrana sustancias que son solubles como el O2, el CO2, etanol, urea, etc. que atraviesan la membrana entre los fosfolípidos. Se trata de moléculas sin carga eléctrica o con carga eléctrica neta cero. Algunas proteínas de la membrana, llamadas proteínas canal, permiten el paso de sustancias con pequeñas cargas eléctricas a favor de un gradiente de concentración.
- Difusión facilitada: Se transportan moléculas polares como glúcidos, aminoácidos, nucleótidos... Se produce a favor de un gradiente de concentración y se lleva a cabo por proteínas transportado-ras que se unen a la molécula que se ha de transportar induciendo cambios conformacionales en la proteína transportadora que permitan la transferencia de la molécula de un lado a otro de la membrana.
7. ¿ Qué proceso representa la imagen?. Explica la relación que tiene con la digestión celular detallando el proceso.
Cuando la endocitosis captura microorganismos o restos celulares se llama fagocitosis. Cuando son porciones de líquidos los capturados se llama pinocitosis.
La pinocitosis atrapa sustancias de forma indiscriminada, mientras que la endocitosis que sólo incluye al receptor de membrana y a las moléculas que de forma específica se unen al receptor, es decir, un tipo de endocitosis muy selectiva se le llama endocitosis mediada receptor.
La figura muestra una endocitosis mediada receptor; sólo será endocitada la sustancia para la que existe el correspondiente receptor en la membrana. Formado el complejo ligando-receptor se forma la vesícula revestida de clatrina. De esta manera se incorporan moléculas como la insulina, el colesterol, el hierro, etc.
Este tipo de endocitosis lo presentan los macrófagos, los histocitos y los neutrofilos.
8. Explica brevemente los distintos tipos de transporte a través de la membrana plasmática.
TRANSPORTE DE
MOLÉCULAS DE POCA MASA MOLECULAR
-
Transporte pasivo: Se efectua a
favor de un gradiente y sin consumo de energía.
- Difusión simple: atraviesan la membrana sustancias que son solubles, como el O2, CO2. que se desplazan entre los fosfolípidos. Algunas proteínas de la membrana, llamadas proteínas canal, forman “canales acuosos” a través de la bicapa lipídica que permiten el paso de sustancias con carga eléctrica, a favor del gradiente de concentración.
- Difusió facilitada: Se transportan moléculas polares, como glúcidos, nucleótidos etc. Siempre se producen a favor de un gradiente, que en el caso de los iones es un gradiente electroquímico. Este transporte se lleva a cabo mediante las llamadas proteínas transportadoras o carriers que se unen a la molécula que se ha de transportar, y padecen cambios conformacionales que permiten la transferencia de la molécula de un lado al otro de la membrana.
- Transporte activo: Se hace en contra de un gradiente e implica un consumo de energía. Sólo pueden hacerlo algunos tipos de proteínas especializadas, también llamadas bombas.
Bomba sodio-potasio: La bomba
sodio-potasis consta de dos proteínas globulares diferentes: una más grande llamada subunidad alfa y una más pequeña llamada subunidad beta. El funcionamiento de la bomba es el siguiente:
"Cuando dos iones potasio se unen al exterior de la proteína transportadora y tres iones sodio se unen a la interior, está activada la ATPasa de la proteína, de la cual se separa una molécula de ATP, dividièndola en ADP y liberando un enlace de energía de fosfato de alta energía".
Se cree que esta energía liberada produce un cambio químico y conformacional en la molécula transportadora proteica, transportando los tres iones sodio hacia el exterior y los dos iones potasio hacia el interior.
"Cuando dos iones potasio se unen al exterior de la proteína transportadora y tres iones sodio se unen a la interior, está activada la ATPasa de la proteína, de la cual se separa una molécula de ATP, dividièndola en ADP y liberando un enlace de energía de fosfato de alta energía".
Se cree que esta energía liberada produce un cambio químico y conformacional en la molécula transportadora proteica, transportando los tres iones sodio hacia el exterior y los dos iones potasio hacia el interior.
TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA
MOLECULAR
- Endocitosis: "En este proceso una extensión de la
membrana rodea progresivamente al material que será internalizado, después se produce una gemación o invaginación de la membrana y finalmente ésta se separa
de la membrana, formando una vesícula endocítica. Posteriormente, el material
incorporado es digerido por los lisosomas.
Hay diferentes tipos de endocitosis:
Hay diferentes tipos de endocitosis:
- Fagocitosis: Implica la ingestión de partículas de grandes dimensiones, como microorganismes, restos celulares, inclusivamente de otras células, por medio de vesículas llamadas fagosomas. Estos fagosomas suelen presentar gran tamaño.
- Pinocitosis: Es la incorporación de fluidos y de partículas disueltas en él por medio de pequeñas vesículas. Es un proceso inespecífico y la velocidad de ingestión es muy elevada. El tamaño de estas vesículas endocíticas en mucho menor que el de los fagosomas.
- Endocitosis intervenida por un receptor: Es un mecanismo en el cual sólo será endocitada la sustancia para la cual existe el correspondiente receptor en la membrana. Una vez formado el complejo ligando-receptor, se forma la correspondiente vesícula endocítica revestida, que sufrirá diversos procesos en el interior celular.
-
Exocitosis: Es el proceso inverso a la endocitosis. En este caso, el material contenido en las vesículas intracelulares también llamadas vesículas de secreción es vertido al medio extracelular.
9. Explica brevemente qué es el glicocálix. ¿En qué tipo de células se encuentra?. ¿Cuál es su función?
El glicocálix es un término genérico para referirse al material macromolecular extracelular, compuesto de glicoproteínas y glicolípidos, producido por las células.
Este término se utilizó primeramente a la matriz extracelular de polisacáridos segregada por las células epiteliales que recubren la superficie externa de muchos tejidos epiteliales. El glicocálix es rico en glúcidos, reviste la superficie de las membranas plasmáticas de las células eucariotas animales, su espesor es de más de 50 nm, mucho más gruesa que la membrana celular.
Proteger la superficie celular de posibles lesiones.
Relacionarse con moléculas de la matriz extracelular.
Conferir viscosidad a las superficies celulares.
Determinar características inmunológicas.
Intervienen en procesos de reconocimiento celular.
Procesos infecciosos.
Fecundación.
Reconocimiento entre las células de un tejido.
Rechazo de injertos y trasplantes.
Procesos infecciosos.
Fecundación.
Reconocimiento entre las células de un tejido.
Rechazo de injertos y trasplantes.
10. La membrana plasmática sufre ciertas diferenciaciones para permitir la asociación y las relaciones entre células de un mismo tejido. Explica al menos tres de ellas.
En los organismos pluricelulares tanto vegetales como animales, las células que forman tejidos se encuentran en contacto directo unas con otras. Se unen mediante modificaciones de sus membranas llamadas uniones intercelulares. Pueden distinguirse dos tipos básicos:
- Tipo zónula: afecta a todo el perímetro celular, como si se tratara de un cinturón, como en las células del epitelio intestinal.
- Tipo mácula: afecta a una zona concreta de la membrana, es una unión puntual, como en las células epidérmica.
- Tipo zónula: afecta a todo el perímetro celular, como si se tratara de un cinturón, como en las células del epitelio intestinal.
- Tipo mácula: afecta a una zona concreta de la membrana, es una unión puntual, como en las células epidérmica.
Uniones estrechas
Son una especie de red de proteínas transmembranales que forman puntos de adhesión entre célula y célula, que impiden el paso de sustancias entre las células porque el contacto entre células adyacentes obtura completamente el espacio intercelular.
Esta función la realizan de dos maneras:
- Primero, sellan las membranas plasmáticas de las células adyacentes para crear una barrera impermeable o semipermeable entre las capas.
- Segundo, actúan como barrera dentro de la misma bicapa lipídica, pues restringe la difusión libre tanto de lípidos como de proteínas de membrana. Esto le aporta cierta polaridad a la célula epitelial, porque la parte apical es diferente a la parte basal en los componentes de la membrana.
Esta función la realizan de dos maneras:
- Primero, sellan las membranas plasmáticas de las células adyacentes para crear una barrera impermeable o semipermeable entre las capas.
- Segundo, actúan como barrera dentro de la misma bicapa lipídica, pues restringe la difusión libre tanto de lípidos como de proteínas de membrana. Esto le aporta cierta polaridad a la célula epitelial, porque la parte apical es diferente a la parte basal en los componentes de la membrana.
Uni Uniones de adherencia
También llamadas intermedias, sirven para unir la membrana de una célula con la membrana plasmática de la célula adyacente. Contienen una placa formada por una densa capa de glucoproteínas transmembrana (cadherina) y microfilamentos de actina del citoesqueleto formando zonas extensas denominadas cinturones de adhesión. Este tipo de unión ayuda a las superficies epiteliales a resistir la separación durante actividades contráctiles como cuando los alimentos progresan a lo largo del intestino
Las membranas se acercan pero no se fusionan dejando un espacio intercelular de 25 a 40 nm.
También llamadas intermedias, sirven para unir la membrana de una célula con la membrana plasmática de la célula adyacente. Contienen una placa formada por una densa capa de glucoproteínas transmembrana (cadherina) y microfilamentos de actina del citoesqueleto formando zonas extensas denominadas cinturones de adhesión. Este tipo de unión ayuda a las superficies epiteliales a resistir la separación durante actividades contráctiles como cuando los alimentos progresan a lo largo del intestino
Las membranas se acercan pero no se fusionan dejando un espacio intercelular de 25 a 40 nm.
Las membranas se acercan pero no se fusionan dejando un espacio intercelular de 25 a 40 nm.
Son una clase de uniones focales (como puntos de soldadura). Al igual que las uniones de adherencia, contiene una placa y glucoproteínas transmembrana (cadherina) que se extienden hacia el espacio intercelular. Esta placa se une, por encima, a filamentos intermedios de queratina. Contribuye a la estabilidad cuando están bajo presión y cuando se separan en la contracción de células y tejidos, como en la epidermis o células del miocardio.
Son una clase de uniones focales (como puntos de soldadura). Al igual que las uniones de adherencia, contiene una placa y glucoproteínas transmembrana (cadherina) que se extienden hacia el espacio intercelular. Esta placa se une, por encima, a filamentos intermedios de queratina. Contribuye a la estabilidad cuando están bajo presión y cuando se separan en la contracción de células y tejidos, como en la epidermis o células del miocardio.
Los Hemidesmosomas son uniones focales que unen células epiteliales a la matriz extracelular que conforma la lámina basal. No obstante, tienen morfología similar a los desmosomas. La unión ocurre gracias a la familia de proteínas llamadas integrinas. Tienen una estructura que se corresponde con la mitad de un desmosoma. Estas estructuras se encuentran distribuidas en polo basal del tejido epitelial y ayuda a distribuir la resistencia y la fuerza ejercidas sobre él.
UniZonas de hendidura (gap)
Las Uniones tipo gap o uniones comunicantes funcionan como poros que permiten el transporte de iones y moléculas pequeñas entre células vecinas. Se componen de proteínas transmembrana (conexinas ) que se unen para formar complejos llamados conexones. Las conexinas forman delicados túneles llenos de líquido, que permite a las células de un tejido comunicarse entre sí. El intercambio de moléculas e iones permite un acoplamiento químico y eléctrico entre las células. Las uniones comunicantes son importantes en la coordinación de las células que se activan por impulsos eléctricos. En estas uniones la membrana plasmática no está fusionada, sino que se hallan separadas por espacios intermoleculares estrechos. Se puede encontrar en tejido muscular liso del útero.
Sinapsis: se hacen entre dos neuronas separadas por una hendidura sináptica, en la cual la neurona presináptica libera mediante exocitosis el neurotransmisor contenidos en las vesículas sinápticas. El neurotransmisor se difunde por la hendidura hasta llegar a la membrana postsináptica.
11. Cita las principales funciones de la membrana plasmática.
La membrana celular cumple varias
funciones:
a) Delimita y protege las célula.
b) Es una barrera selectivamente permeable (semipermeable), ya que impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro.
.
c) Permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración.
a) Delimita y protege las célula.
b) Es una barrera selectivamente permeable (semipermeable), ya que impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro.
.
c) Permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración.
d) Poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que
permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por
ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la
división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular,
liberación de calcio de las reservas internas, etc.
12. Explica las diferencias entre la pared celular y la membrana celular.
La membrana celular es una membrana que se encuentra tanto en células animales como en células vegetales y su función es la PERMEABILIDAD SELECTIVA, que puede hacerse por transporte activo (gasto de energía) y transporte pasivo (sin gasto de energía), es decir que sólo deja pasar a determinadas sustancias a través de una membrana semipermeable. Se compone químicamente de una bicapa lipídica (fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol) y proteínas. Es asimétrica y fluída.
La pared celular es propia de las células vegetales y recubren a la Membrana plasmática y está compuesta de celulosa, hemicelulosa y pectinas. Su
función es darle protección y forma a las células para que adopten una forma definida
(poliédrica).
13. Explica brevemente la estructura y composición de la pared celular vegetal.
La pared celular vegetal tiene tres partes
fundamentales:
Lamina media: se localiza entre las paredes pprimarias de dos células vecinas, excepto en los lugares donde se encuentren los fragmoplastos, que son puntos de comunicación intercelular. Formada fundamentalmente por pectinas, aunque puede impregnarse de lignina en las células que forman el xilema (transporte de la sabia bruta).
Lamina media: se localiza entre las paredes pprimarias de dos células vecinas, excepto en los lugares donde se encuentren los fragmoplastos, que son puntos de comunicación intercelular. Formada fundamentalmente por pectinas, aunque puede impregnarse de lignina en las células que forman el xilema (transporte de la sabia bruta).
- Pared primaria. Está presente en todas las células vegetales, es producto de la acumulación de 3 o 4 capas sucesivas de microfibrillas de celulosa compuesta entre un 9 y un 25 % de celulosa. La pared primaria es característica de células en crecimiento. Es delgada y flexible lo que permite que las fibras de celulosa se expandan y la célula crezca. Está formada por celulosa, hemicelulosa y pectina.
- Pared secundaria. Cuando existe, es la capa adyacente a la membrana plasmática. Se forma en algunas células una vez que se ha detenido el crecimiento celular y se relaciona con la especialización de cada tipo celular. Es más gruesa y más rígida que la pared primaria. Presenta varias capas. En cada capa las fibrillas de celulosa se ordenan regularmnete en una dirección. Las capas siguientes se ordenan con una dirección diferente en disposición helicoidal A diferencia de la pared primaria, contiene una alta proporción de celulosa, lignina (dureza) y/o suberina (impermeabilidad y aislamiento térmico).
14. Explica las principales funciones que desempeña cada uno de los componentes de la membrana.
Lípidos de membrana: Los fosfolípidos y esfingolípidos forman la bicapa lipídica. Regula el flujo de sustancias a través de la membrana. Impide el paso de sustancias polares y de alto peso molecular. La presencia de lípidos insaturados y de cadena corta aumenta la fluidez de las membranas.
Colestrol: Lípido esterol que influye en la fluidez de la membrana. El aumento de su concentración hace a la membrana menos fluida y permeable.
Co Componentes proteicos : El porcentaje de proteínas oscila entre un 20% en la mielina de las neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial; el 80% son intrínsecas, mientras que el 20% restante son extrínsecas.
Las Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tiene una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana, las proteínas desempeñan diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular, adhesión) y enzimas.
Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo se dispongan en la bicapa lipídica:
- Proteínas integrales. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o un glúcido de la membrana. Su aislamiento requiere la ruptura de la bicapa.
- Proteínas periféricas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa, sin provocar su ruptura.
- Proteína de membrana fijada a lípidos. Se localiza fuera de la bicapa lípidica, ya sea en la superficie extracelular o intracelular, conectada a los lípidos mediante enlaces covalentes.
En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas:
- Proteínas estructurales o de anclaje: estas proteínas permiten la unión al citoesqueleto y la matriz extracelular.
- Proteínas receptoras: que se encargan de la recepción y transducción de señales químicas.
- Proteínas de transporte: permite el transporte de membrana de diversos iones. Estas
- a su vez pueden ser:
- Proteínas transportadoras: Son enzimas con centros de reacción que sufren cambios conformacionales.
- Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.
Co Componentes glucídicos: Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocalix. Sus principales funciones son: reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula), protegen la superficie de las células, determinan las propiedades antigénicas de las membranas (grupos A, B, AB, O) y permiten la fijación de determinadas sustancias.
15. ¿Qué moléculas de la membrana plasmática son anfipáticas y qué características le confieren ?.
Son los lípidos, que son
moléculas esencialmente anfipáticas, moléculas que poseen un polo
hidrófilo, polar, que puede establecer atracciones con moléculas de agua y un
polo hidrófobo, apolar, que no interacciona con el agua.
Las partes polares son atraídas por el
agua y las apolares la rechazan, protegiéndose mútuamente, formándose bicapas
lipídicas.
Los más abundantes son fosfolípidos (55% del total de los lípidos), esfingolípidos, colesterol (proporción variable) y glucolípidos.
Los lípidos confieren a las membranas una cierta fluidez, ya que ellos pueden desplazarse dentro de la bicapa.
Los lípidos confieren a las membranas una cierta fluidez, ya que ellos pueden desplazarse dentro de la bicapa.
Los movimientos de los lípidos en la
membrana plasmática pueden ser:
· Movimiento de rotación y flexión:
Las moléculas pueden girar sobre sí mismas alrededor de su eje.
· Movimiento de difusión lateral,
si un lípido intercambia su posición con lípidos vecinos.
· Flip-flop: Paso de
un lípido de una monocapa a otra (este movimiento conlleva un gasto de energía
mayor que el movimiento anterior), es poco frecuente y necesita la
participación de enzimas llamados flipasas.
Los
principales fosfolípidos que encontramos en la membrana son los que
aparecen unidos a colina (fosfatidilcolina); serina (fosfatidilserina);
etanolamina (fosfatidiletanolamina) e inositol (fosfatidilinositol).
Las mismas moléculas pueden unirse a la parte constante de los esfingolípidos (cerámida) para formar los distintos tipos de esfingolípidos.
Las mismas moléculas pueden unirse a la parte constante de los esfingolípidos (cerámida) para formar los distintos tipos de esfingolípidos.
El colesterol
se sitúa en la parte hidrofóbica de la bicapa. Su presencia contribuye a la
estabilidad y fluidez de la membrana ya que se une con las "colas" de
la bicapa lipídica.
Las membranas de las células vegetales no contienen colesterol, tampoco las
de la mayoría de las células bacterianas.
17. Cita de qué componentes de la membrana plasmática dependen las siguientes funciones:
Reconocimiento celular (glucolípidos y glucoproteínas)
- Fluidez (lípido depende de su insaturación y longitud y especialmente de la proporción de colesterol).
- Transporte de iones (proteínas transportadoras de membrana tipo canal o transportadoras).
18. Describe las diferencias entre transporte activo y pasivo.
- Transporte pasivo: Se efectua a favor de un gradiente y sin consumo de energía.
- Difusión simple: travessen la membrana substàncies que hi són solubles, com ara el O2, CO2.. que llisquen entre els fosfolípids. Algunes proteïnes de la membrana, anomenades proteïnes canals,formen “ canals aquosos” a través de la bicapa lipídica que permeten el pas de substàncies amb càrrega elèctrica, a favor del gradient de concentració
- Difusió facilitada: Es transporten molècules polars, com glúcids, nucleòtids etc. Sempre es produeix a favor d’un gradient, que en el cas dels ions és un gradient electroquímic. Aquest transport es du a terme mitjançant les anomenades proteïnes transportadores o carriers que s’uneixen a la molècula que s’ha de transportar, i pateixen canvis conformacionals que permeten la transferència de la molècula d’un costat a l’altre de la membrana
- Transport actiu: Es fa en contra d’un gradient i implica un consum d’energia. Només poden fer-lo alguns tipus de proteïnes especialitzades, també anomenades bombes.
Bomba sodi-potassi: La bomba sodi-potassi consta de dues proteïnes globulars diferents: una més gran anomenada subunitat alfa i una més petita anomenada subunitat beta. El funcionament de la bomba és el següent: quan dos ions potassi s'uneixen a l'exterior de la proteïna transportadora i tres ions sodi s'uneixen a l'interior està activat l 'ATPasa de la proteïna la qual s'escindeix una molècula d'ATP, dividint-la en ADP i alliberant un enllaç d'energia de fosfat d'alta energia. Se cree que esta energía liberada produce un cambio químico y conformacional en la molécula transportadora proteica, transportando los tres iones sodio hacia el exterior y los dos iones potasio hacia el interior.
19. ¿Cómo se llama el proceso mediante el cual las células ingieren macromoléculas y partículas del medio? ¿Y cuando las segregan al exterior?Explica como se llevan a cabo estos procesos.
- Endocitosi: "En aquest procés una extensió de la membrana rodeja progressivament al material que serà internalitzat, després es produïx una gemmació o invaginació de la membrana, i finalment aquesta se separa de la membrana, formant una vesícula endocítica. Posteriorment, el material incorporat és digerit pels lisosomes.Hi han diferents tipus d'endocitosi:
- Fagocitosi: Implica la ingestió de partícules de grans mides, com a microorganismes, restes cel·lulars, inclusivament d'altres cèl·lules, per mitjà de vesícules crides fagosomes. Aquests fagosomes solen presentar unes grans mides.
- Pinocitosis: És la incorporació de fluid i de partícules dissoltes en ell per mitjà de xicotetes vesícules. És un procés inespecífic i la velocitat d'ingestió és molt elevada. La grandària d'estes vesícules endocítiques en molt menor que el dels fagosomes.
- Endocitosi intervinguda per un receptor: És un mecanisme en el qual només endocitada la substància per a la qual existeix el correponent receptor en la membrana. Una vegada format el complex lligand-receptor, es forma la corresponent vesícula endocítica revestida, que patirà diversos processos en l’interior cel·lular.
- Exocitosi: És el procés invers a l'endocitosi. En este cas, material contingut en vesícules intracel·lulars també crides vesícules de secreció és abocat al mig extracel·lular.
20. Relaciona los procesos anteriores con el reciclaje de la membrana plasmática.
La membrana plasmática se encuentra en un continuo proceso de reciclaje
(ciclo endocítico-exocítico). En la célula hay un equilibrio entre la endocitosis y la exocitosis para mantener la el volumen celular.
Mediante la endocitosis la célula forma nuevas vesículas a partir de la membrana plasmática que se dirigen hacia el citoso, razón por la que se produce una disminución de la longitud de la membrana.
Mediante la exocitosis las membranas de las vesículas exocíticas se fusionan con la membrana plasmática incrementando, por tanto, su longitud y el volumen celular.
Mediante la endocitosis la célula forma nuevas vesículas a partir de la membrana plasmática que se dirigen hacia el citoso, razón por la que se produce una disminución de la longitud de la membrana.
Mediante la exocitosis las membranas de las vesículas exocíticas se fusionan con la membrana plasmática incrementando, por tanto, su longitud y el volumen celular.
21. Una bacteria es ingerida mediante fagocitosis por un macrófago, siendo digerida después en su interior ...... Representa esta actividad mediante un dibujo e indica los orgánulos que participan en la ingestión y digestión de la bacteria y cuáles son sus funciones.
- Quimiotaxis y adherencia del microbio al fagocito.
- Ingestión del microbio por el fagocito.
- Formación del fagosoma.
- Fusión del lisosoma primario con el fagosoma. Formación del fagolisosoma (lisosoma secundario).
- Digestión del microbio.
- Formación del cuerpo residual con el material indigerible.
- Exocitosis del contenido del cuerpo residual.
22. Explica dónde se sintetizan las proteínas integrales de membrana e indica su función.
Las proteínas integrales son aquéllas que tienen tres dominios en sus secuencias de aminoácidos: uno extracelular, uno intracelular y otro integrado en la membrana. Poseen secuencias de aminoácidos con radicales hidrofóbicos que se sitúan entre las cadenas de ácidos grasos de los lípidos de la membrana, mientras que los dominios intra y extracelular poseen secuencias de aminoácidos con radicales hidrofílicos.
Una proteína integral o intrínseca de membrana es aquélla que se halla embebida o atravesada en la bicapa lipídica, y por tanto su separación implica la destrucción de la estructura de membrana. Es necesario para ello el uso de detergentes iónicos fuertes como el SDS o disolventes apolares.
El concepto de proteína integral es opuesto al de proteína periférica, que se adhiere externamente y de forma débil a la membrana y se puede separar sin alterar la bicapa simplemente aplicando alta concentración de una sal. Estas proteínas son mayoritariamente producidas en el retículo endoplasmático rugoso y repartidas por otras membranas de la célula principalmente mediante el tráfico vesicular.
La función de estas proteínas es actuar como filtros selectivos y como mecanismos de transporte activo; son responsables de hacer entrar nutrientes y de expulsar productos celulares y de desecho fuera de la célula.
Las proteínas integrales son aquéllas que tienen tres dominios en sus secuencias de aminoácidos: uno extracelular, uno intracelular y otro integrado en la membrana. Poseen secuencias de aminoácidos con radicales hidrofóbicos que se sitúan entre las cadenas de ácidos grasos de los lípidos de la membrana, mientras que los dominios intra y extracelular poseen secuencias de aminoácidos con radicales hidrofílicos.
Una proteína integral o intrínseca de membrana es aquélla que se halla embebida o atravesada en la bicapa lipídica, y por tanto su separación implica la destrucción de la estructura de membrana. Es necesario para ello el uso de detergentes iónicos fuertes como el SDS o disolventes apolares.
El concepto de proteína integral es opuesto al de proteína periférica, que se adhiere externamente y de forma débil a la membrana y se puede separar sin alterar la bicapa simplemente aplicando alta concentración de una sal. Estas proteínas son mayoritariamente producidas en el retículo endoplasmático rugoso y repartidas por otras membranas de la célula principalmente mediante el tráfico vesicular.
La función de estas proteínas es actuar como filtros selectivos y como mecanismos de transporte activo; son responsables de hacer entrar nutrientes y de expulsar productos celulares y de desecho fuera de la célula.
Preguntas importantes selectividad. Sistemas y orgánulos de membranas
Cuestiones sobre membrana
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