COMPOSICIÓN Y ORGANIZACIÓN MOLECULAR MEMBRANA CELULAR
DE LA
II CICLO / 2014
AUTORES:
CAÑOLA CHÁVEZ
STEPHANIE
CAYAO CHUNGA NATHALIE CIEZA LLAMOCTANTA LLAMOCTANTA LEYLA HUANCAS HUANCAS ALCALDE MARIELLY GRUPO DE SEMINARIO:
CELESTE
DOCENTE: SOTO CÁCERES YOLANDA
Introducción:
La membrana celular está formada casi totalmente por una bicapa lipídica, aunque también contiene grandes números de moléculas proteicas insertadas en los lípidos, muchas de las cuales penetran en todo el grosor de la membrana. La bicapa lipídica no es miscible con el líquido extracelular ni con el líquido intracelular. Sin embargo como se muestra en la imagen pueden penetrar en esta bicapa lipídica y difunden directamente a través de la propia sustancia lipídica; esto es cierto principalmente para sustancias liposolubles, como se describe más adelante. Las moléculas proteicas de la membrana tienen unas propiedades totalmente diferentes para transportar sustancias. Sus estructuras moleculares interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y constituyen una ruta alternativa a través de la membrana celular. Por tanto la mayor parte de estas proteínas penetrantes puede actuar como proteínas transportadoras.
Objetivos:
Reconocer la importancia de la membrana lipídica.
Conocer los tipos de transporte y permeabilidad de la membrana.
Observar que el peso molecular de los compuestos repercute en la permeabilidad de la sustancia que quiere pasar por la membrana. Conocer los componentes de la capa lipídica para que pueda realizar sus procesos biológicos. Facilitar la información sobre quién de los siguientes compuestos: H2O, CO2, etanol, glucosa, ARN, es el que es más permeable para la membrana. Al término del seminario tener conceptos básicos organización molecular de la membrana celular.
Marco teórico :
Las bicapas lipídicas son impermeables a los solutos y a los iones El interior hidrófobo de la bicapa lipídica crea una barrera para el paso de la mayoría de moléculas hidrófilas, incluidos los iones. Estas moléculas son tan reluctantes al ingresar a un medio graso como las moléculas hidrófobas lo son al ingresar en un medio acuoso. De todos modos si transcurre un medio suficiente prácticamente cualquier molécula se difundirá a través de una bicapa lipídica. Sin embargo, la velocidad de este proceso varía en forma notable según el tamaño y las características de solubilidad de la molécula. En general, cuanto menor sea el tamaño de la molécula y mayor sea la solubilidad en aceite mayor será su velocidad de difusión a través de la membrana. Por ende:
1.- Las moléculas no polares pequeñas, tales como el oxígeno molecular (O2=32 daltons) y el dióxido de carbono (44 daltons), se disuelven con rápidas en las bicapas lipídicas y en consecuencia se difunden fácilmente a través de ellas en realidad esta permeabilidad a los gases es una propiedad indispensable para los procesos de respiración celular. 2.- Las moléculas polares sin carga también se difunden con rapidez a través de una bicapa lipídica si su tamaño es lo suficientemente pequeño. El agua y el etanol atraviesan la membrana con mucha facilidad, el glicerol se difunde con menos facilidad y la glucosa se difunde con mucha lentitud o no difunde la membrana. 3.- Por el contrario, las bicapas lipídicas son muy impermeables a todos los iones y moléculas cargadas por más pequeñas que sean. La carga de las moléculas y la fuerte atracción eléctrica que ejercen sobre las moléculas de agua impiden que estos elementos ingresen en la fase hidrocarbonada de la bicapa. Así las bicapas sintéticas son mil millones más permeables que el agua que a los iones, aun cuando se trate de iones pequeños como el Na y K.
Las membranas celulares permiten el paso del agua y las moléculas no polares mediante la difusión simple, pero para que las células puedan incorporar nutrientes y eliminar desechos es necesario que las membranas permitan el paso de muchas otras moléculas, tales como iones, azucares, aminoácidos, nucleótidos y diversos metabolitos celulares. Estas moléculas se difunden a través de la bicapa con excesiva lentitud y por ese motivo requieren proteínas de transporte especializadas para poder atravesarlas eficientemente.
La membrana es impermeable a moléculas hidrofóbicas como los hidratos de carbono, aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos, pero permeable a moléculas hidrofóbicas como los lípidos y los gases, además del agua, pero en escasa proporción. La membrana posee transportadores y receptores que son proteínas de membrana y que permiten la entrada de nutrientes a la célula y la salida de los productos de desecho, del mismo modo, transmite a la célula señales que proceden del exterior de la misma.
TRANSPORTE PASIVO:
El transporte pasivo, se realiza a favor de gradiente de concentración y no necesita de energía. Difusión facilitada
Ciertos nutrientes como la glucosa o los aminoácidos entran en la célula a favor de gradiente de concentración, pero precisan un transportador que les facilite el paso a través de la membrana.
TRANSPORTE ACTIVO:
El transporte activo, a diferencia del transporte pasivo, se realiza en contra de gradiente de concentración y necesita de energía externa.
Transporte activo primario
‰
Bomba de Na+-K+: Trabaja en contra del gradiente de concentración, transportando sodio al exterior de la célula y potasio al interior. ‰ Bomba de Ca2+: Transporta calcio al exterior de la célula.
Transporte activo secundario
Tiene por función transportar dos o más moléculas, una se mueve a favor de gradiente de concentración suministrando energía y la otra en contra; dichas moléculas pueden ser transportadas en la misma dirección o en direcciones opuestas.
‰ Intercambio
Na+-Ca2+: Un transportador introduce sodio en la célula a favor de potencial electroquímico y extrae calcio en contra.
‰ Cotransporte
de Na+-glucosa: Un transportador presente en las células de la pared del intestino, introduce sodio en la célula a favor del gradiente de concentración e introduce glucosa en contra.
PROTEÍNAS DE MEMBRANA:
Proteínas de canal
Las proteínas de canal, permiten el movimiento libre del agua a lo largo del trayecto del interior de la célula, debido a que presentan espacios acuosos.
Proteínas transportadoras
Estas proteínas se unen a moléculas o iones que van a transportar, cambios conformacionales de las moléculas de la proteína desplazan después de las sustancias a través de los intersticios de la proteína hasta el otro lado de la membrana.
Tanto las proteínas de los canales como las proteínas transportadoras habitualmente son muy selectivas para los tipos de moléculas o iones que pueden atravesar la membrana.
CUESTIONARIO:
3. Ordene las moléculas en la siguiente lista en función de su capacidad para difundir a través de una bicapa lipídica, empezando por la que atraviesa la bicapa con mayor facilidad. Explique su orden.
a. Ca2++ b. CO2 c. Etanol d. Glucosa e. ARN f. H2O
CO2 > H2O>etanol >glucosa> Ca++2> Arn
Primero va el CO2 ,ya que es una molécula liviana de tan solo 44 daltons ,luego tenemos la molécula del H2O a pesar de 18 daltons por ser molécula polar, posteriormente tenemos al etanol de 46 daltons por lo cual va luego en esta lista, ahora viene la glucosa que a pesar no tener carga va en este lugar, ya que tiene un peso molecular grande, por consiguiente sigue el Ca++2 que por ser moléculas con carga su traspaso por la membrana es muy lenta, ya que las moléculas de agua dentro de la membrana no dejan su entrada, por último tenemos al ARN, que por tener un enorme peso y poseer carga va al último de esta lista
La velocidad con la que una molécula difunde a través de una bicapa lipídica sintética depende de su tamaño y su solubilidad. Cuánto más pequeña sea la molécula, y más importante aún, cuanto menor sea la cantidad de interacciones favorables entre la molécula y el agua(es decir, cuánto menos polar sea); mayor será la rapidez con la que difunde la molécula a través de la bicapa. Obsérvese que muchas de las moléculas que la célula utiliza como nutrientes son demasiado voluminosas y polares como para atravesar bicapa lipídica pura.
Conclusiones:
Se concluye que:
Es importante conocer la estructura, mecanismos de la bicapa lipídica.
funcionamiento
y
La velocidad de las moléculas cargadas de iones es menor a la de las otras moléculas, ya que la carga y la fuerte atracción con
las moléculas de agua, impide el paso de estos iones, por ejemplo: Na, K.
El peso molecular de los compuestos y la característica de la solubilidad (Cuánto más hidrófoba sea más soluble será la molécula). De estos depende mucho en la velocidad de transporte por esta capa. Hay diferentes proteínas que ayudan a la difusión de ciertas sustancias como el agua, en la cual se usan las aquaporinas, que son proteínas especializadas par a el transporte de esta vital molécula Hay otras moléculas que también necesitan de proteínas de transporte. Ejemplo: Azúcares, aminoácidos y nucleótidos (entre otros metabolitos).
Referencias
Bibliográficas:
Guyton y Hall. Fisiología Mèdica.12 º Ed. Barcelona: Editorial elsevier Saunders;2012
Alberts, B. et. al. Introducción a la biología celular.3era edición. Barcelona: editorial médica Panamericana;2006
