Biología celular
celular Roberto Zamora
Objetivos
Describir los componentes de las membranas biológicas.
Discutir los factores que pueden afectar la integridad de las membranas.
Explicar como la difusión y la ósmosis son importantes para la célula.
Mencionar los factores factores que afectan afectan la la velocidad velocidad de difusión. difusión.
Explicar que son soluciones hipotónicas, hipertónicas e isotónicas.
Explicar que es osmolaridad en los tejidos.
Las membranas celulares
Las membranas membra mem branas nas ce celu celula cel lula ulares lare ress so son n barrer bar barreras reras as sel select sele se lect ectiva ctiv ivas ass qu quee separan sepa se para ran n las ccé las célu éllul ulaass y y forman compartim compa compartimentos rtimento entoss intr intracelu intracelulares. acelulares lares. Entre sus sus fu func ncio ione ness es está están: tán n:
•
Perm Pe Permitir rmit itir ir la entrada entrada o salida salida d dee molééculas mol éculas cula cu lass de la cé céélula llula u la o d del el organelo.. organelo
•
Gene Ge Generar nera rarr se seña ñale less pa para ra modi mo modificar difi fica carr el metabolismo metabolismo..
•
Adh A Adherir dher erir ir ccééélulas lula lu lulas lass pa para par ara raa fo form formar rmar ar tejidos.. tejidos
Características: 1.Las roteínas inte rales atraviesan las membranas las eriféricas no lo consiguen. 2.No son estructuras rígidas, tienen cierta movilidad, especialmente la difusión lateral (mosaico fluido) 3.El otro tipo de membranas está asociado con el citoesqueleto 4.Esta membrana es muy permeable al agua y a determinados iones de sodio, potasio, oxígeno y moléculas de bajo peso molecular 5.Lo 5. Loss pi os oc ocup upan an e 50% 50% ap apro roxi xima ma am amen ente te,, en entr tro o e es esto toss es esta taca can n os os fosfolípidos, en especial: •Fosfatidil •Fosf atidil –colina – •Sosfotidil –serina Fosf osfoti otidil dil - etan etanola olamin mina a
Doble ca a de fosofolípidos, proteínas y carbohidratos:
- Fosfolípidos: Barrera hidrofóbica en re os compartimentos .
Glicoproteína Proteína ProProteína teína periférica Periferal
Canal de Transporte
Colesterol Fosfolípidos
Proteína Integral
-
hidr hi drof ofíl ílic icas as a Proteínas: Permiten aso de moléculas hidrofílicas través de la membrana y determinan det erminan funciones específicas de la membrana, incluyen bombas, canales, receptores, moléculas de adhesión, transductores de energía y enzimas.
-
Carbohidratos: Comunicación intercelular y a es n.
-
o estero :
eterm na a u ez e a mem rana.
aracter st cas e a mem rana , con mecanismos enzimáticos que desplazan molé mo lécu cula lass es ecí ecífic ficas as en enet etra rand ndo o o sa sali liend endo o de la célula con un gradiente de concentración.
En las células vegetales existe una pared celular ue resenta numerosos orificios diminutos or donde pueden pasar sustancias de un lugar a otro.
Características de la membrana
El acceso de las sustancias depende de:
•
la célula. •
El tamaño de las moléculas.
•
capa de lípidos), las polares o hidrofílicas (pasan por los canales). •
Gradiente de concentración: Diferencia de concentración en 2 lugares.
•
La solubilidad.
• El movimiento que lleva a ca o una part cu a muy pequeña que está inmersa en un fluido.
Se caracteriza por sser Se er continuo continuo mu mu irregular.. irregular
la p par part pa artí rtíc tícu ícul cula ula la ae ess en en z zigzag. igzag.
difu di difusión fusi sió ón..
Modelo
Difusión
Es el movimiento de molé mo lécu cula lass de de una una re ió ión n de de alta concentración a otra de menor concentración iguala) por la energía cinética de las moléculas.
No requiere gasto de ener ía movimiento pasivo). Movimiento activo requiere gasto de ATP.
El com onente rinci al de la célula es el a ua, que actúa como solvente (el agente que disuelve) de solutos orgánicos e inorgánicos. El movimiento de agua a través de una membrana selectivamente permeable se llama osmos s us n e agua y suce e s empre e área de mayor concentración de agua (con menor concentración de agua (con mayor concen con centr trac ación ión de so solu luto to .
Osmosis
Cuando la célula contiene una concentración de solutos mayor que su ambiente externo, se dice que la célula está en una solución hi otó tón nica co como mo co cons nsec ecue uenc ncia ia el a ua en entr traa a la célula causando que se expanda.
Si la concentración de solutos es mayor fuera de la célula, se dice que la célula está en una solución hipertónica; la cé célu célula lula la pierde pier pi erde de agua y se encoge.
Si las concentraciones de soluto son iguales en ambos lados de la membrana, se dice que la célula está en una solución so n ca ca, on e e mo mov m en o ne o es cero
2. Transporte a través de la membrana. • La MP tiene una permeab permeabilida ilidad d selectiv selectiva. a. • A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad, us n a rav s e a capa. • Molé Moléculas culas hidro hidrosolub solubles les y cargada cargadass no . • Es neces necesario ario un sistem sistema a de tr transpor ansporte te bicapa: proteínas transportadoras de
membrana
2. Transporte a través de la membrana.
p o s e r a ns nspp o r e :
DIFUSIÓN DIFUSIÓ N SIMP LE
DIFUSIÓN
TRANSPORTE
TRANSPORTE
3. Transporte pasivo: difusión simple. •T
Pasivo: No necesita energía (ATP).
• La difusión
simple ocurre a través de la .
• Ocurre a
favor de gradiente.
depende de: - La diferenci diferencia a de concentra concentración ción a través través de de la mem rana - La permeab permeabilida ilidad d de la membr membrana ana a la la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia) - La Tª: Tª: determin determina a la energía energía cinética cinética de de las moléculas
• Ej.: O2 y CO2, EtOH, NH3, fármacos liposolubles
3. Transporte pasivo: difusión simple. Difusión sim ple a través de canales : el paso por ósmosis). • ones a , . a aper ura del canal está regulada por: -Ligando , su unión a una determinada región del transformación estructural transformación que induce la apertura. - o a e ema s gu en e .
3. Transporte pasivo: difusión facilitada. • T Pasivo: No necesita energía. •
.
• La difusió difusión n facilitad facilitada a es espec específica ífica y saturable: mediada por proteínas transportadoras. • Imp Implica lica un cam cambio bio conform conformacio acional nal en la la . • Eje Ejemp mplos los:: glucosa glucosa,, algunos algunos aminoácidos…
4. Transporte Transporte activo • eces a energ a y pro e nas transportadoras (receptor + ATPasa). ATPasa). • Es contra gradiente (“contracorriente”). • Mantiene las difere diferencias ncias de concentra concentración ción entre entre el LEC y el LIC (p.e. K +, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso •Tipos : - TA prim ario : la energia procede directamente del ATP… procede del gradiente generado por el TA primario.
4. Transporte activo primario • ransporte de iones: Na+, K +, Ca+2, H+, Cl-…
Bom ba de CCaa + 2
Bomba de Na + / K + L EC
LI C
ant ene ↓ a
LIC
Mantiene ↓[Na+]LIC ↑[K +]LIC
• Ocurr Ocurre e en todas las las células, células, fundame fundamental ntal en miocit miocitos os y neuron neuron
4. Transporte activo primario Funciones de la bom bomba ba de Na + / K + : - Pro Propor porcio ciona na ener energía gía par para a el transporte 2º de otras moléculas. - La Lass célu célula lass nerv nervio iosa sass y musculares utilizan el producir impulsos eléctricos. - La sal salid ida a acti activva de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular.
4. Transporte activo secundario • La di difu fusi sión ón de Na+ hacia el interior celular (a favor de de otra molécula en contra de su gradiente. - Simporte : la otra molécula se mueve en la misma - Antiporte : en dirección • Ejemplos : transporte aco lado al Na+ de lucosa AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, +
+2
4. Transporte activo secundario
4. Transporte activo secundario
5. Endocitosis y exocitosis: transporte masivo
Endocitosis • ran ansp spor orte te de mo molé lécu cula lass gr gran ande de • Ing Ingesti estión ón de part partícu ículas las y microorganismos (fagocitosis)
Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores
6. Comunicación intercelular • a c o m u n c a c n c e u a r es a capac a que enen o as las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células células..
Tipos de comunicación com unicación intercelular
Por ejemplo…
Miocitos
Neuronas Inflamación Coagulación
Hormonas
6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores
e c e p o r e s : proteínas o glicoproteínas presentes en la , membrana de las organelas o en el citosol citos ol celul celular ar a las ue se unen específicamente moléculas señalizadoras señalizador as (ligandos o
mensajeros ): • Hormonas • Ne Neur urot otrran ansm smis isor ores es • Ci Cito toqu quiina nass • Mo Molé lécu cula lass de adhe adhesi sión ón • Com onentes de la matriz
R ece eceptor ptor = cerra cerradura dura Ligando = llave
6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores
Receptores de membrana mem brana • Los mensajero mensajeros s hidrosolubl hidrosolubles es (p.e., (p.e., hormonas) interaccionan con receptores de la superficie de las células diana. • desencadena una señal intracelular mediada por SEGUNDOS MENSAJEROS . TIPOS: • Rec Recept eptore ores s con activida actividad d tirosina quinasa
- Siste Sistema ma adenila adenilato to ciclasa-A ciclasa-AMPc MPc -Sistema fosfolípidos de membrana - Sis Sistem tema a del del calci calcio o
