Unidad 5
BIOMEMBRANAS
Y
TRANSPORTE
EL PRESENTE MATERIAL ES UNA SÍNTESIS QUE NO REEMPLAZA, SINO QUE
COMPLEMENTA, AL RESTO DE LOS MATERIALES
MEMBRANA CELULAR



Esta estructura que
envuelve a la célula
y la delimita.
Tiene un grosor
aproximado de
0.0075 a 0.01 µm
Está compuesta por
fosfolípidos (bicapa),
proteínas y glúcidos.
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Características de la membrana
CARACTERÍSTICAS
Compuesta por bicapa lipídica (fosfolípidos y colesterol),
proteínas y oligosacáridos en distintas proporciones
según las diversas membranas
Fluida: debido al movimiento de lípidos y proteínas
en la bicapa
Asimétrica: las dos monocapas de la bicapa son diferentes.
La externa contiene principalmente fosfatidilcolina, y la interna
fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también
contribuyen las proteínas y los glúcidos (oligosacáridos).
Presenta permeabilidad selectiva: controla el paso de sustancias
a través de ella. La selectividad depende de la naturaleza de las
moléculas que atraviesan la membrana.
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Funciones de la Membrana
FUNCIONES
Delimitar la célula (y sus compartimientos); separarla
de su entorno
Constituir una barrera con permeabilidad muy selectiva,
controlando el intercambio de sustancias
Controlar el flujo de información entre las células y su entorno
Constituir el anclaje del citoesqueleto y el sitio de uniones
intercelulares
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Modelo del Mosaico Fluido
Numerosos
experimentos
condujeron a
S.J. Singer y G.
Nicolson a
postular el
“modelo del
mosaico
fluido” en
1972, que
representa la
estructura
actualmente
aceptada de las
membranas.
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Lípidos de membrana
Son
anfipáticos
Pueden
formar
Glucolípidos
Forman
bicapa
- Fosfolípidos
- Colesterol
Dan
asimetría
a la
membrana
Se relacionan
con la
fluidez
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Ácidos grasos
Ácidos grasos saturados
Ácidos grasos insaturados
(poseen enlaces dobles en la
cadena)
Las cadenas cortas e insaturadas aumentan la fluidez.
Las cadenas largas y saturadas la disminuyen.
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Bicapa de Fosfolípidos
Los fosfolípidos tienen una cabeza polar (grupo fosfato unido
un residuo de colina, etanolamina, serina o inositol y a un
glicerol) y dos colas hidrofóbicas (cada una de ellas es un ácido
graso). Las colas varían en su longitud y en su grado de
saturación (presencia de dobles enlaces), estas diferencias
afectan la fluidez de la membrana.
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Movimientos de los lípidos
MOVIMIENTOS
Rotación: giro en torno a su eje.
Difusión lateral: las moléculas se difunden de
manera lateral dentro de la misma capa.
Es el movimiento más frecuente.
Flip-flop: movimiento de la molécula lipídica de una
monocapa a la otra. Es el movimiento menos frecuente,
por ser energéticamente más desfavorable.
Flexión: son los movimientos producidos por las colas
hidrófobas de los fosfolípidos.
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Movimientos de los lípidos
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Fluidez de la membrana
Depende de
factores como:
Temperatura: la fluidez aumenta al
aumentar la temperatura.
Naturaleza de los fosfolípidos: la presencia
de lípidos insaturados y de cadena corta
favorecen el aumento de fluidez
Presencia de colesterol: regula la fluidez
y la permeabilidad.
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Proteínas de membrana
 Desempeñan funciones especificas
 Tienen movilidad en la bicapa
POTEÍNAS DE
MEMBRANA
INTEGRALES
Están insertas entre los
lípidos. Suelen atravesar
la bicapa lipídica una o
varias veces; por
esta razón se les llama
proteínas transmembrana
PERIFÉRICAS
Se localizan a un lado
u otro de la bicapa lipídica
y están unidas débilmente a
las cabezas polares de los
lípidos de la membrana u
a otras proteínas integrales
por enlaces de hidrógeno
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Proteínas de membrana
Distintas proteínas de membrana
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Funciones de las proteínas de
membrana




Transportadoras
Fijación unión (estructurales)
Receptores
Enzimas
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Glúcidos de membrana
Se sitúan en
la superficie
externa de
la membrana
(Asimetría)
OLIGOSACÁRIDOS
DE
MEMBRANA
Constituyen la
cubierta
celular en
células
animales o
glucocálix
Se unen a lípidos
(glucolípidos),
o a proteinas
(glucoproteinas).
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Glúcidos de membrana
El glicocálix es diferente en cada
membrana, por lo que es un tipo de
sello o “huella digital” de la celula.
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Funciones del Glucocalix
protege la superficie celular contra la interacción de
otras proteínas extrañas o lesiones físicas o químicas
actúa en el reconocimiento celular (en los procesos
de rechazos de injertos y transplantes)
GLUCOCALIX
confiere viscosidad a las superficies celulares,
permitiendo el deslizamiento de células en movimiento,
como , por ejemplo, las sanguíneas
presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los
glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan
los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo
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Transporte a través
de la membrana
Mecanismos de transporte
PASIVO
• Se da a favor de un gradiente
de concentración (diferencia en la
concentración de una sustancia
dentro y fuera de la célula).
• No requiere gasto energético por
parte de la célula.
ACTIVO
• Se da en contra de un gradiente
de concentración.
• Requiere de energía

Difusión
simple
 Difusión
facilitada
 Ósmosis

Bombas
ATP-asa

Cotransporte
 Endocitosis
-
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1.-Difusión simple
Exterior celular
Citoplasma
Se define como el desplazamiento de
partículas desde una zona de mayor
concentración a otra de menor
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concentración.
2.-Difusión facilitada
Es el paso se sustancias a favor de un gradiente de concentración
utilizando una proteína y sin gasto de energía.
Las proteínas transportadoras a unen
a la molécula que van a transportar y
sufren un cambio estructural que permite
el paso de la sustancia hacia el otro lado
de la membrana. Ej.: monosacáridos y
aminoácidos.
Las proteínas canal
permiten el paso de ciertos
iones cuando están abiertas.
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3.-Osmosis
OSMOSIS
Se define como: "proceso de difusión de un
Solvente a través de una membrana
semipermeable, desde una solución
más diluida a otra más concentrada "
El agua, que es el solvente celular,
pasa a través de la membrana y tiende a igualar
la presión osmótica intra y extra celular.
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Movimiento del Agua
Medio
hipotónico

H2O
Medio
hipertónico
El agua se moviliza desde una zona de baja
concertación de soluto (solución diluída o medio
hipotónico) hacia una zona de alta
concentración de soluto (solución concentrada o
medio hipertónico) , hasta llegar al equilibrio
de las concentraciones (estado isotónico)
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Se igualan las concentraciones, no
los volúmenes.
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Transporte activo
Es el paso de una sustancia a través de una membrana semipermeable, en
contra de un gradiente de concentración (desde una zona de menor
concentración a otra de mayor concentración), con gasto de energía.
PRIMARIO
Energía derivada del ATP
directamente empuja a la
sustancia para que atraviese la
membrana. Ejemplo: la bomba
de Na+/K+ en las neuronas.
Esta bomba actúa como una
enzima que rompe la molécula
de ATP y también se llama
bomba Na+/K+-ATPasa.
SECUNDARIO
Los sistemas secundarios de
transporte activo o Cotransporte
aprovechan la energía cinética de un
gradiente iónico para transportar un
segundo soluto contra un gradiente.
Así, un ión pasa a favor de gradiente
y otra sustancia (glucosa,
aminoácidos) la atraviesa en contra.
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Bombas ATP- asa
Bomba de Na+/ K+: el sodio es bombeado hacia el exterior de la célula,
mientras que el potasio es bombeado hacia el interior de la misma. Ambos
en contra de gradiente.
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Transporte Activo Secundario
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Transporte en Masa
Transporte de partículas de gran tamaño (macromoléculas completas, virus,
células procariontes, etc.). Para transportar grandes partículas a través de su
membrana, la célula emplea dos procesos: la endocitosis y la exocitosis.
ENDOCITOSIS
La célula toma moléculas grandes o
partículas de su medio externo, mediante
la invaginación de la membrana celular y
formación de vesículas intracelulares.
- Pinocitosis (pino = beber): mediante
este proceso, la célula obtiene
macromoléculas líquidas
- Fagocitosis (fago = comer): proceso
que le permite a la célula ingerir
partículas de gran tamaño, como
microorganismos y restos de otras
células. Las o vacuolas que se forman se
llaman fagosomas, los cuales se
fusionan con los lisosomas y degradan el
material ingerido
EXOCITOSIS
Mediante este proceso, las células
vierten al exterior tanto deshechos
como macromoléculas que producen
en su interior: hormonas, enzimas,
etc. En este caso, las vacuolas con las
sustancias que se van a excretar se
fusionan con la membrana celular
desde el interior y expulsan el
contenido.
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Endocitosis
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