La membrana celularcomo barrera tiene las siguientes propiedades:
Vía de transferencia específica de moléculas hidrosolubles
Ingestión de nutrientes esenciales
Excreción de desperdicios metabólicos
Regula la concentración de iones intracelulares
La mayoría de las moléculas son iones y pequeñas moléculas en
disolución.
• Solutos: Na+, K+, Ca++, Cl- e H+.
• Pasan sólo uno a la vez.
• La mayoría de las moléculas orgánicas son
metabolitos: sustratos,
» intermediarios,
» productos.
Mecanismos de transporte transmembranalA través de la membrana
Mediante vesículas
Transporte pasivoDifusión simpleÓsmosis Difusión facilitada: permeasas, canales
Transporte activoIndirecto:Simple, mediante transportadores
Unidireccional mediante co-transportadores Bidireccional de Intercambio
Directo: Bombas iónicas tipo: P, V, F y ABC
EndocitosisEndocitosis mediada por receptorFagocitosisPinocitosis
Exocitosis
TRANSPORTE1. Difusión a favor de la [diferencia]: las sustancias atraviesan donde hay más a donde
hay menos por la bicapa lipídica.
2. Facilitado, a favor del gradiente : las sustancias son transportadas a través de
proteínas: transportadoras canales iónicos, porinas y
acuaporinas.
3. Vesicular: las sustancias se transportan en vesículas.
TRANSPORTE
1.Pasivo: de acuerdo al gradiente de
concentración (desde donde hay más a donde hay menos), no requiere de energía.
2. Activo: en contra del gradiente de
concentración (desde donde hay menos a donde hay más), requiere de aporte de energía.
D I F U S I Ó N S I M P L E
Transporte transmembranal pasivoMoléculas no polares, de bajo peso molecular y/o
Liposolubles
Características de éste movimiento
1 .- No intervienen centros directos de unión en la membrana.
2 .- No hay saturación a concentraciones altas de soluto.
3 .- Las moléculas no tienen limitaciones al atravesar
la membrana, deben disolverse en la parte central de
los ácidos grasos (a mayor hidrofobicidad mayor flujo
molecular).
Cracterísticas Importantes
• H2O no está cargada,
• No le afecta el potencial de membrana.
• Casi sin diferencia de concentración.
• Se mueve de donde hay menor [ soluto] a donde hay mayor [soluto].
• La mayoría de las células tiene mayor [soluto] que el exterior.
* [ ] = concentración.
Osmolaridad
• Concentración relativa de soluto en la solución en que se encuentra la célula.– Células Vegetales
• La pared evita la hinchazón y ruptura de la membrana.
• Turgor = firmeza celular.– Células Animales
• Bombean hacia fuera iones inorgánicos continua y activamente.
Soluciones y sus efectos en la célula
Hipotónica. menor concentración de solutos que otra de referencia.
Isotónica. igual concentración de solutos que otra de referencia.
Hipertónica. Mayor concentración de solutos que otra de referencia.
Difusión facilitada
El transporte mediado por proteínas puede ser Pasivo o Activo.
Transporte Pasivo o de Difusión Facilitada. Ocurre cuando un ión o molécula que cruza una membrana se mueve a favor de su gradiente electroquímico o de concentración hasta alcanzar el equilibrio.
- No se utiliza energía (el cambio de energía libre es negativo).
Transporte Activo. Utiliza energía para transportar iones o moléculas en contra de un gradiente electroquímico o de concentración.
Canales iónicos
• Proteínas integrales que funcionan como poros.
• Los iones atraviesan la membrana impulsados por su gradiente de concentración.
• Son ubicuas (se encuentran en todos los seres vivos).
• Elementos comunes:
- un poro acuoso,
- un filtro de selectividad - una compuerta.
Canales Iónicos
• Siempre abiertos.
• Transporte regulado por gradiente
químico y por el gradiente eléctrico.
•Activados por voltaje, por ligando o
por fosforilación
CANALES IÓNICOS: difusión facilitada
Siempre abiertos
Dependientes de voltaje
Dependientes de señal extracelular
Dependientes de señal intracelular
Acarreador• Proteína integral.
• Une una sustancia de un lado, la trasloca al otro lado y la libera.
• Reconocimiento específico.
• Movimiento más rápido que bombas iónicas y más lento que los canales iónicos.
• Los sitios de unión son saturables.
Tipos de Acarreadores
• Uniport. Transportan una sola sustancia en una dirección.
Acoplado o simultáneoAcoplado o simultáneo:• Simport o Cotransportadores. Transportan
dos sustancias en una misma dirección.
• Antiport o Intercambiadores. Transportan dos sustancias en direcciones opuestas.
(sin gasto de energía metabólica)
Transportadores simultáneos
SIMPORTE: COTRANSPORTE
UNIDIRECCIONAL
ANTIPORTE: TRANSPORTE DE
INTERCAMBIO
(TRANSPORTE ACOPLADO)
Bombas iónicas (transporte activo)
• Conocidas también como ATPasas de membrana.
• Acoplan la síntesis o hidrólisis de ATP al movimiento de un soluto a través de la membrana.
• Existen cuatro grupos según composición proteica, localización celular y mecanismo de acción:
P-ATPasas (por el intercambio fosforilado)
V-ATPasas (por las vacuolares)
F-ATPasas (por las porciones F0 y F1 que las
constituyen).
ABC-ATPasa (de unión a ATP o “ATP Binding cassette”)
Cassette = dominios catalíticos de la proteína que une ATP durante el trasporte.
Tipo P: membrana plasmática, hidrólisis de ATP acoplada a la fosforilación de su estructura, transporta cationes y aniones en contra del gradiente.
Tipo V: membrana plasmática de procarióntes y vesiculares de eucariontes, hidrólisis de ATP, sin fosforilación de la proteína, transporta H+ en contra de su gradiente.
Tipo F: membrana mitocondrial interna y tilacoidal del cloroplasto, síntesis de ATP acoplada al transporte de H+ de acuerdo con su gradiente.
ATPasas del tipo ABC (ATP Binding Cassette). • Grupo muy antiguo y extraordinariamente diverso de
proteínas.• En arqueas, eubacterias y eucariotas.• Sufren cambios conformacionales durante el proceso de
transporte, pero no se fosforilan durante el mismo.• Pueden actuar exportando solutos hacia el exterior del
citoplasma, o importandolos.Estructura General de los Transportadores
ABC Exportación Formado por una única cadena con cuatro
dominios, dos transmembrana y dos ABC Importación Formado por cuatro subunidades diferentes
asociadas más una proteína de unión del soluto.
Intracelular Extracelular
Na+ Na+
K+ K+
Ca++ Ca++
Cl- Cl-Aniones
Orgánicos (-) carga negativa
Potencial de Membrana. es la diferencia de voltaje a uno y otro lado de la membrana.
Transporte mediado por vesículas
Transporte en masa que permite el movimiento de sustancias encerradas en vesículas limitadas por membranas.
Endocitosis: (importación) incorporación de materiales del exterior celular mediante vesículas en la membrana plasmática que rodean y envuelven dicho material para que la célula pueda incorporarlo.
Exocitosis: (exportación) proceso por el cual los gránulos de secreción segregan su contenido al exterior.
EndocitosisPinocitosis: incorporación de material; líquido y pequeñas partículas en solución, mediante la formación de invaginaciones.
Endocitosis mediada por receptor: incorporación de material mediante formación de pseudópodos, activada por un receptor de membrana
Mecanismos de transporte transmembranalEndocitosis- FAGOCITOSIS – incorporación de sustancias solidas
1- seudopodo
(fase de adhesión)
2- fagosoma
( fase de ingestión)
3- lisosoma
4- fagolisosoma
( fase de digestión)
5- exocitosis (fase de excreción)
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