FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
TEMA MEMBRANA PLASMATICA Y MECANISMO DE TRABAJO
Presentado por
:
Carlos
DOCENTE
Huallanca Charca Jamil
: Hancco Bustinza
Patricia
Semestre
:
II
ABANCAY – PERU
2016 INDICE contenido
pág.
I.
INTRODUCCION
4
II.
OBJETIVOS
5
II.1. II.2.
III.
objetivo general objetivos específicos
MARCO TEÓRICO III.1. concepto III.2. Funciones III.3. diferenciaciones de la membrana plasmática III.4. estructura y composición de la membrana plasmática III.4.1. composición química de la membrana III.4.2. propiedades de los componentes de la membrana III.4.3. proteínas de la membrana III.5. Permeabilidad
5 5
6 06 06 07 08 11 11 12 14
IV.
MARCO CONCEPTUAL
17
V.
CONCLUSIONES
19
BIBLIOGRAFIA
20
VI.
DEDICATORIA
Al Dios Supremo, por habernos dado la vida, el conocimiento y estar rodeado de las personas que más queremos. A nuestros padres que nos brindan su apoyo incondicional con la única finalidad de vernos lograr nuestras metas.
I.
INTRODUCCION
CAPITULO
La célula es una entidad altamente compleja y organizada con numerosas unidades y orgánulos funcionales. Muchas de estas unidades están separadas unas de otras por membranas que están especializadas para permitir que el orgánulo cumpla su función. Además, las membranas cumplen las siguientes funciones:
Protegen la célula o el orgánulo
Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo
Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal
Permiten el reconocimiento celular
Suministran unos puntos de anclaje para filamentos cito esqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma
Permiten la compartimentación de dominios sub celulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable
Regulan la fusión con otras membranas
Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones
Permite la motilidad de algunas células u orgánulos
II.
OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
Este tema da a los estudiantes la posibilidad de conocer, comprender las técnicas básicas de la membrana plasmática y saber cómo se aplica en el conocimiento útil para el análisis y la toma de decisiones y ayudarlos a que comprendan en qué consiste la membrana plasmática tanto sus funciones como su uso . 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS -
Dar a conocer las funciones de la membrana plasmática porque de esa manara nos
-
beneficiamos a nosotros mismos
-
conocer más sobre la estructura de la membrana plasmática
-
ver las propiedades y componentes de la membrana y analizarlas para una mejor comprensión
III. III.1.
CONCEPTO
MARCO TEORICO
La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa, y glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. Las moléculas más numerosas son los lípidos, ya que se calcula que por cada 50 lípidos hay una proteína. III.2.
FUNCIONES
La función principal de la membrana plasmática es mantener el medio interno separado de la capa fosfolipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana endoplasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio.
Permite a la célula dividir en secciones los distintos orgánulos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno.
Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias.
Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, por ejemplo, acumulando sustancias en lugares específicos de la célula que le puedan servir para su metabolismo.
Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas (ligando).
Mide las interacciones que ocurren entre células internas y externas.
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.
III.3.
DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMATICA La mayoría de las células se unen a otras células o a la matriz extracelular mediante unos puntos especializados de contacto denominados uniones celulares.Los principales tipos de uniones de anclaje en tejidos de vertebrados son las uniones adherentes, los desmosomas y los hemidesmosomas. Las uniones adherentes conectan haces de filamentos de actína, mientras que los desmosomas y los hemidesmosomas unen filamentos Intermedios. Las uniones septodas también actúan como lugares de unión de los filamentos de actína, pero soto en tejidos de invertebrados. Las uniones de tipo gap son uniones de comunicación compuestas por agrupaciones de canales proteicos, que permiten el paso del Interior de una célula a otra directamente, de moléculas de un peso molecular inferior a 1000 daltons. Las células conectadas por estas uniones comparten muchos Iones inorgánicos así como otras moléculas pequeñas, por lo que están acoplados química y eléctricamente. Las uniones de tipo gap son importantes en la coordinación de las actividades de las células eléctricamente activas, y se cree que desempeñan un papel de coordinación similar en otros grupos celulares. Los plasmodesmos son las únicas uniones intercelulares presentes en los vegetales; actúan como las uniones de tipo gap, aunque su estructura es completamente distinta.
fig. 1 Diferenciaciones de las membranas
http://slideplayer.es/slide/170682/
III.4.
Estructura y Composición de la Membrana Plasmática
Para llevar a cabo las reacciones químicas
necesarias
en
el
mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado y que sea básicamente diferente del exterior. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una estructura
limitante, la
membrana plasmática. La membrana plasmática es una estructura que funciona como una cubierta celular. fig.2 cubierta celular http://3.bp.blogspot.com/_bXiAT6MO o8E/S2T62okGHzI/AAAAAAAACIc/air 8fV2iRes/s1600/bicapa2.jpg Su principal función consiste en que por medio de ella se puede regular el contenido de la célula. Puede hacer esto porque tanto los alimentos, los nutrientes, así como los desechos que la misma produce deben atravesar la membrana. La membrana, permite el paso de ciertas sustancias hacia la la célula pero impide el paso de otras. Adicionalmente, las células eucariotas tienen membranas internas ( además de la membrana plasmática ) que forman y delimitan compartimentos.
Estos compartimentos
permiten que se llevan a cabo las
actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias. Estas estructuras membranosas reciben el nombre de Organelas. Solamente las células eucariotas poseen organelas.
Para REGULAR el paso de sustancias la membrana se basa principalmente en su estructura química así como como la solubilidad de las partículas que la atraviesan en lípidos, la carga eléctrica de la partícula, principalmente.
Charles Ernest Overton, en 1895, descubrió que las sustancias liposolubles penetraban en las células
más
fácilmente
que las que
no lo eran.
Además que
la
membrana presentaba
gran
resistencia al
paso de la
corriente
eléctrica.
Estos
descubrimientos llevaron a que dedujera la existencia de una membrana formada por lípidos.
fig. 3 Charles Ernest Overton (1865–1933) http://2.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2T7h8WcIaI/AAAAAAAAC I0/MPwJ3C4SsWw/s1600/overton.jpg
En 1897, Irving Langmuir (premio noble de química 1932) estudio el comportamiento de los fosfolípidos en agua y observó que los grupos polares se disponen perpendicularmente a ella. En el 1925, E. Gorter y F. Grendel extrajeron los lípidos de la membrana del eritrocito, y al extenderlos sobre agua notaron que estos ocupaban una superficie dos veces mayor a la superficie del eritrocito, deduciendo de esta forma que la membrana estaba formada por una bicapa lipídica. Kenneth Stewart Cole, en 1932,
estudio la tensión superficial de las membranas de óvulos de erizo de mar y notó que era más pequeña que la tensión superficial teórica de la capa lipídica. En realidad es mayor pero se confundieron al hacer los cálculos, aunque su interpretación fue correcta concluyeron que la membrana plasmática tenía que estar formada por otros componentes además de los lípidos. Para el año 1935, Hugh Davson (1909 – 1996) y James Frederic Danielli (1911 - 1984) , propusieron una estructura de la membrana en forma de emparedado en la que los fosfolípidos estarían en el centro formando una bicapa y estarían rodeados por proteínas y para que había habido intercambio propusieron poros en la membrana plasmática. Años después (en 1959) Jammes David Robertson, formuló el concepto de unidad de membrana, que sugiere que todas las membranas son iguales, tanto las plasmáticas como las internas. Sin embargo hay componentes singulares en las diferentes membranas. Seymour Jonathan Singer & Garth Nicolson, en 1972 propusieron el modelo de mosaico fluido de membrana, en este modelo las proteínas, lípidos e hidratos de carbono se sitúan en una configuración estable. Los lípidos forman la bicapa lipídica y las proteínas adoptan una configuración en la membrana según la interacción de sus partes con las moléculas que las rodea.
III.4.1. Composición Química de la Membrana La membrana plasmática se encuentra constituida principalmente por dos capas de Fosfolípidos, moléculas de Colesterol y diversos tipos de proteínas ( tanto proteínas simples como proteínas conjugadas ) Cuando se observa la membrana plasmática a través de micrografías, es posible observar una estructura densa – clara - densa. Básicamente, todas las células existentes parecen mostrar esta estructura de tres capas. III.4.2. Propiedades de los componentes de la membrana
Los fosfilópidos se disponen en una bicapa, la separación de la bicapa produce una capa externa capa E y una capa interna capa P, en principio ambas capas están formadas por los mismos tipos de fosfolípidos sin embargo la abundancia de los mismos varía según la capa Los fosolípidos son moléculas que poseen la cualidad de poseer dos regiones distintas respecto a sus propiedades, la cabeza del fosfolípido es de naturaleza Hidrófila ( afín al agua ) y se encuentra formada por una molécula de glicerol, un grupo fosfato y una sustancia nitrogenada. Esta estructura es de naturaleza polar por lo que resulta soluble en agua. La otra región del fosfolípido se encuentra formada por dos cadenas de ácidos grasos y se representan como las “ patas “ de los fosfolípidos, esta región es más de naturaleza lipídica por lo que resulta insoluble en agua. Por tanto los fosfolípidos presentan la capacidad de tener dos regiuones distintas en cuanto a su solubilidad. Característica que les permite al disponerse en una bicapa, representar una barrera química para el agua ( y las sustancias solubles en ella ). El colesterol El nombre de «colesterol» procede del griego kole (bilis) y stereos (sólido), por haberse identificado por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar por Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina», término que solamente se conservó en el alemán (Cholesterin). Es un lípido esteroide, constituida por cuatro anillos de carbono denominados A, B, C y D. En la molécula de colesterol se puede distinguir una cabeza polar constituida por el grupo hidroxilo y una cola o porción no polar formada por los anillos y los sustituyentes alifáticos unidos a estos.
En las membranas las moléculas de colesterol se encuentran intercaladas entre los fosfolípidos, y su función principal es la de regular la fluidez de la bicapa inmovilizando las colas hidrofóbicas próximas a la regiones polares.
III.4.3. Proteínas de la membrana Las proteínas que se pueden encontrar en la membrana son principalmente de dos tipos:
1. Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la bicapa. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas (unidas a carbohidratos ), en donde este carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula
2. Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma La naturaleza de las proteínas de membrana d etermina su función: fig.4
PROTEÍNAS
PERIFÉRICAS
http://2.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2TjvE9DI/AAAAAAAACKc/WqHdmZylVpg/s1600/me mbrana_plasmatica.gif
Canales:
Proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos ( Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.
Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto. Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células provenientes de otro organismo. Por ejemplo, las células sanguíneas tienen unos marcadores ABO que hacen que en una transfusión sólo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos forma una especie de cubierta denominada glicocalix
III.5.
PERMEABILIDAD
La permeabilidad de las membranas es la facilidad de las moléculas para atravesarla. Esto depende principalmente de la carga eléctrica y, en menor medida, de la masa molar de la molécula. Moléculas pequeñas o con carga eléctrica neutra pasan la membrana más fácilmente que elementos cargados eléctricamente y moléculas grandes. Además, la membrana es selectiva, lo que significa que permite la entrada de unas moléculas y restringe la de otras. La bicapa lipídica, debido a su interior hidrológico, actúa como una barrera altamente impermeable a la mayoría de moléculas polares, impidiendo que la mayor parte del contenido hidrosoluble de la célula salga de ella. Pero por esta misma razón, las células han tenido que desarrollar sistemas especiales para transporte las moléculas polares a través de sus membranas. Con el tiempo suficiente, esencialmente cualquier molécula difundirá a través de una bicapa lipídica libre de proteínas, a favor de su gradiente de concentración. Sin embargo la velocidad a la que una molécula difunde a través de una bicapa lipídica varía enormemente, dependiendo en gran parte del tamaño de la molécula y de su solubilidad relativa al aceite (es decir, cuanto más hidrofóbica o no polar), tanto más rápidamente difundirá a través de una bicapa. Las moléculas pequeñas no polares se disuelven fácilmente en las bicapas lipídicas y por lo tanto difunden con rapidez a través de ellas. Las moléculas polares sin carga si su tamaño es suficientemente reducido también difunden rápidamente a través de una bicapa. Ejemplos de estas sustancias no polares son los solventes orgánicos, que presentan una polaridad alta o baja. Por ejemplo: el metanol, la acetona, el etanol, la urea, etc. La reacción que provocan en la membrana plasmática, dichos solventes, al no ser capaces de atravesar dicha membrana, es de degradación, al ser moléculas muy polares provocan que la bicapa lipídica se degrade, que sufra un desgaste. Hay que tomar en cuenta que la permeabilidad de cada soluto se expresa como su penetración relativa. Los alcoholes, como ejemplo de ellos el metanol, etanol, butanol, octanol, etc., pueden actuar en las membranas biológicas fundamentalmente de 3 formas: alterando la fluidez de las membranas, lo que indirectamente afectaría el funcionamiento de las proteínas como enzimas y canales
Produciendo una deshidratación a nivel de las membranas Interactuando directamente con las proteínas de la membrana. La membrana plasmática puede sufrir un proceso llamado lisis, que hace referencia al rompimiento de la membrana, ya sea mecánicamente, químicamente o por alguna combinación de los dos. Para realizar la lisis química, las células se suspenden en una solución que contiene detergentes y otros reactivos que interfieren con los enlaces químicos que sostienen las proteínas de las membranas juntas. Esto resulta en la rotura de la membrana y la liberación de los componentes intracelulares. Existen dos tipos de lisis: la lisis tradicional (mecánica) y la lisis por medio de detergentes(química) haciendo referencia al párrafo anterior: Dentro de la tradicional se encuentran tres ejemplos; Homogeneización líquida, donde las células se rompen al ser forzadas a pasar por espacios muy pequeños, Sonificación, aplicada a ondas de alta frecuencia rompen las células y Congelamiento, lo cual son ciclos de congelación continuos rompen la célula induciendo la formación de cristales. De igual manera esta la lisis por medio de detergentes (química), donde los detergentes rompen la barrera lipídica de una manera suave, solubilizando las proteínas e interrumpiendo la interacción lípido-lípido, lípidoproteína y proteína-proteína. Los detergentes, al igual que los lípidos, se asocian entre ellos y se unen a superficies hidrofóbicas. Se componen de una cabeza polar hidrofílica y una cola no polar hidrofóbica. La permeabilidad depende de los siguientes factores: Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos. Tamaño: la más grande parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Solo un pequeño número de moléculas polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos.
Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora. También depende de las proteínas de membrana de tipo: Canales: algunas proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos. Transportadoras: otras proteínas se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan al otro lado donde la liberan.
IV.
MARCO CONCEPTUAL
Epéndimo. Membrana que tapiza los ventrículos del cerebro y el conducto central de la médula espinal.
Genotipo. Composición genética de un individuo.
Glándulas Endocrinas. Glándula de secreción interna productora de hormonas.
Glándulas Exocrinas. Glándula de secreción interna.
Meiosis. División celular que tiene lugar durante la formación de los gametos en especies de reproducción sexual, mediante la cual una célula germinal diploide da lugar a cuatro gametos haploides.
Membrana Celular Estructura que envuelve la célula, normalmente formada por una bicapa fosfolipídica, conteniendo además proteínas y otros constituyentes.
Migración Celular. Proceso por el cual una célula se desplaza, a través de los tejidos, o en la superficie de una placa de cultivo, en el cual intervienen expansiones citoplasmáticas, llamadas lamelipodios y filo podios.
Neuroblastos. Cualquier célula embrionaria que evoluciona a una neurona funcionante; célula nerviosa inmadura. Epitelio que recubre las cavidades ventriculares y el conducto ependimario. En la época de proliferación (antes del nacimiento), el neuroepitelio fue la matriz de la que proceden todas las células nerviosas.
Nódulo De Ranvier. Estrechamientos observados en las fibras nerviosas meduladas, a intervalos de 1 mm, debidos a la interrupción de la capa de mielina.
Placa Senil. Reagrupamiento de neuronas en degeneración que se encuentra en el cerebro anciano; pero también, y en un número muy grande, en los proceso degenerativos del sistema nervioso central.
V.
CONCLUSIONES
La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio. Permite a la célula dividir en secciones los distintos orgánulos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno. Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias. Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, ejemplo, acumulando sustancias en lugares específicos de la célula que le puedan servir para su metabolismo. Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas (ligandos). Mide las interacciones que ocurren entre células. En conclusión la membrana celular o plasmática se encarga principalmente de supervisar el paso de nutrientes y proteínas desde un medio externo (fuera) a un medio interno (dentro), o viceversa dependiendo de qué tipo de nutrientes sean, es decir, se encargar de decidir si entran o no para satisfacer la funciones vitales de la célula.
VI.
BIBLIOGRAFIA
3.1
https://www.google.com.pe/?ion=1&espv=2#q=concepto%20de%20la%20membrana %20plasmatica
3.2.
https://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica
3.3.
http://biologia.laguia2000.com/citologia/diferenciaciones-de-la-membrana-plasmatica
3.4.
http://elprofedebiolo.blogspot.pe/2010/01/estructura-y-composicion-de-lamembrana.html
3.5.
https://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica
GRAFICOS
FIG 1.
http://slideplayer.es/slide/170682/
FIG 2.
http://3.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2T62okGHzI/AAAAAAAACIc/ai r8fV2iRes/s1600/bicapa2.jpg
FIG 3.
http://2.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2T7h8WcIaI/AAAAAAAA CI0/MPwJ3C4SsWw/s1600/overton.jpg
FIG 4.
http://2.bp.blogspot.com/_bXiAT6MOo8E/S2T-jvE9DI/AAAAAAAACKc/WqHdmZylVpg/s1600/membrana_plasmatica.gif
