FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

Células

Receptores

Intercambio de sustancias

Intercambio de información

Emisoras Receptoras

De superficie Intracelulares

Permeabilidad A través de la fase lipídica A través de la fase protéica

Citosis Exocitosis Endocitosis Transcitosis

célula señalizadora

célula señalizadora

célula receptora

célula receptora

molécula señal

receptor

receptor

molécula señal

Señalización mediante moléculas segregadas

Señalización mediante moléculas unidas a la membrana celular

INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN

Células emisoras

Receptores de la superficie celular

Receptores intracelulares

membrana plasmática receptor de

superficie

molécula hidrofílica de señalización molécula

hidrofóbica de señalización

receptor intracelular

núcleo

proteína transportadora

INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN

Células receptoras

Tipos de células emisoras

TRANSMISION SINAPTICA

neurotrasmisor célula diana axón

neurona

cuerpo celular

ENDOCRINAS célula endocrina

hormona célula diana

célula diana

corriente sanguínea

Una única célula señalizadora recibe una señal autocrina

débil

Un grupo de células señalizadoras idénticas reciben una fuerte señal

autocrina

AUTOCRINAS

Las señales extracelulares pueden actuar de manera rápida o lenta

Receptores de superficie Receptores ligados a canales de iones

iones membrana plasmática molécula señal

Los canales iónicos regulados por transmisores o receptores ionotrópicos son importantes en la señalización sináptica entre células excitables eléctricamente

Actúan directamente como enzimas Se asocian a enzimas a los que activan

Receptores de superficie Receptores ligados a enzimas

molécula señal

proteínas G activadas

receptor inactivo

enzima inactivo

receptor y proteína G activados

enzima activado proteína G

inactiva

Receptores de superficie Receptores ligados a proteínas G

Receptores intracelulares Unión a un enzima citoplásmico

Receptor nuclear activado por unión al ligando

Receptores intracelulares

Complejidad del intercambio de información

Una molécula señal puede activar una determinada ruta de señalización que conduce a proteínas efectoras diversas, modificando así el comportamiento celular

En una determinada ruta de señalización pueden intervenir tipos muy distintos de proteínas, desde el receptor a la molécula efectora activada

Complejidad del intercambio de información

Complejidad del intercambio de información

Las moléculas señal actúan de forma combinada y regulan el comportamiento de la célula

MORIR célula en apoptosis

DIFERENCIARSE

DIVIDIRSE

SOBREVIVIR B

A

C

A

B

C D

A

E

B

C

F G

INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS

Transporte a través de la fase lipídica

MOLECULAS HIDROFOBICAS

MOLECULAS PEQUEÑAS POLARES

NO CARGADAS

MOLECULAS GRANDES POLARES

NO CARGADAS

IONES

O2 CO2 N2 benceno

H2O urea glicerol

glucosa sacarosa

H+, Na+ HCO3-, K+ Ca++, Cl- Mg++

bicapa lipídica

sintética

INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS

Transporte a través de la fase proteica

Dos tipos de proteínas de transporte: 1) Transportadores (permeasas, carriers): se unen al soluto, cambian su conformación y lo transfieren a través de la membrana

Las membranas de la célula también son permeables a diversas moléculas polares que atraviesan con gran lentitud las bicapas lipídicas (iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos). Lo hacen a través de unas proteínas de membrana llamadas en general proteínas de transporte. Son muy diversas y específicas para una clase particular de moléculas. Alteraciones en alguna de estas moléculas producen enfermedades importantes (p.ej. cistinuria). Todas las que se conocen son proteínas transmembrana multipaso

2) Proteínas canal: forman poros hidrofílicos y no necesitan unirse al soluto (o solo muy débilmente)

El transporte a través de los canales se produce a una velocidad mucho mayor que a través de los transportadores Aunque el agua puede difundir a través de las bicapas lipídicas, todas las células tienen proteínas canal específicas (canales de agua o acuaporinas) que aumentan la permeabilidad de las membranas al agua

Transporte a través de la fase proteica

• Se realiza sin consumo de energía, en todos los canales y muchos transportadores (difusión facilitada)

• Si la molécula transportada carece de carga, el transporte pasivo solo depende de la diferencia de concentración a los dos lados de la membrana (gradiente de concentración)

Transporte a través de la membrana

Transporte pasivo

• Si el soluto tiene carga neta, en su transporte influye tanto el gradiente de concentración como el gradiente eléctrico a través de la membrana.

• El gradiente de concentración y el gradiente eléctrico se combinan generando la fuerza neta de la dirección del flujo para cada soluto cargado: gradiente electroquímico.

•Los transportadores tienen especificidad por el soluto, en mayor o menor grado •Presenta una cinética de saturación

Transporte a través de la membrana

Transporte pasivo (difusión facilitada)

Transporte a través de la membrana

Transporte activo • Requiere aporte de energía para bombear ciertos solutos en contra de

su gradiente electroquímico • Los transportadores que lo realizan con consumo de ATP suelen

llamarse bombas

Ión co-transportado

molécula transportada

UNIPORTE SIMPORTE ANTIPORTE

transporte acoplado

Sistemas de transporte a través de la fase proteica: •Uniporte •Cotransporte

Simporte Uniporte

Transporte a través de la membrana

Exocitosis Endocitosis

lisosoma

endosoma tardío

endosoma temprano

envoltura nuclear

retículo endoplásmico

cisternas

aparato de Golgi

membrana plasmática

vesícula de secreción

CITOPLASMA

CITOSIS

CITOSIS Exocitosis Constitutiva: de forma continua En todas las células eucarióticas existe un flujo continuo de vesículas que parten del aparato de Golgi y se dirigen hacia la membrana celular Función: secreción de productos al exterior

renovación de la membrana celular

Regulada (inducida): solo en respuesta a una señal

Solo se produce en células especializadas para la secreción Las células secretoras producen grandes cantidades de una sustancia particular que son almacenadas en vesículas de secreción Estas se forman en el aparato de Golgi y se acumulan cerca de la membrana Cuando la célula recibe un estímulo externo, las vesículas se fusionan con la membrana celular y vierten su contenido al exterior

SECRECION REGULADA

SECRECION CONSTITUTIVA

señal red trans-Golgi

aparato de Golgi

proteína soluble

fusión no regulada de membranas

fusión regulada de membranas

proteína nuevamente sintetizada

membrana nuevamente sintetizada

ESPACIO EXTRACELULAR CITOPLASMA

ruta de señalización intracelular

Proceso de exocitosis

Retículo endoplásmico Aparato de Golgi Membrana

Fagocitosis (comer): vesículas grandes (> 250 nm) (visibles al MO)

Endocitosis: incorporación de partículas por vesiculación

Pinocitosis (beber): vesículas pequeñas (~ 150 nm) (visibles solo al ME) Es un proceso constitutivo

En unicelulares tiene significado alimenticio. En pluricelulares, más bien defensivo Las células especializadas se llaman fagocitos (macrófagos y micrófagos) Los productos a ingerir son reconocidos por receptores en la membrana del macrófago Implica un recambio importante de la membrana plasmática (debe haber un equilibrio entre pérdida y renovación de la membrana) Es un proceso regulado

dinamina

clatrina

vesícula cubierta

vesícula de transporte

sin cubierta

adaptina proteínas de cargamento

receptor de proteínas de cargamento

adaptina

ENSAMBLAJE DE LA CUBIERTA Y SELECCIÓN DEL CARGAMENTO

FORMACION DE LA DEPRESION

FORMACION DE LA VESICULA

PERDIDA DE LA CUBIERTA

Endocitosis mediada por receptor

LDL receptores de LDL membrana plasmática

endosoma de reciclaje

FORMACIÓN DE VESICULAS DE TRANSPORTE

RECUPERACION DE RECEPTORES

DE LDL

FUSION CON ENDOSOMAS

PERDIDA DE LA CUBIERTA

ENDOCITOSIS

lisosoma

colesterol libre

enzimas hidrolíticos

vesícula cubierta

depresión cubierta

endosoma temprano

monocapa de fosfolípidos

molécula de colesterol

ésteres de colesterol protrusión de

la proteína

Endocitosis mediada por receptor

receptor de LDL

sitio de unión a LDL LDL clatrina

ESPACIO EXTRACELULAR

CITOPLASMA

vesícula cubierta de clatrina sitio de unión a la cubierta

membrana plasmática

receptor LDL al que le falta el sitio de unión a la cubierta

adaptina

Endocitosis mediada por receptor

CITOSIS: transcitosis

Número de diapositiva 1Número de diapositiva 2Número de diapositiva 3Número de diapositiva 4Número de diapositiva 5Número de diapositiva 6Número de diapositiva 7Número de diapositiva 8Número de diapositiva 9Número de diapositiva 10Número de diapositiva 11Número de diapositiva 12Número de diapositiva 13Número de diapositiva 14Número de diapositiva 15Número de diapositiva 16Número de diapositiva 17Número de diapositiva 18Número de diapositiva 19Número de diapositiva 20Número de diapositiva 21Número de diapositiva 22Número de diapositiva 23Número de diapositiva 24Número de diapositiva 25Número de diapositiva 26Número de diapositiva 27Número de diapositiva 28Número de diapositiva 29