Resumen Biologia Membrana Plasmática

Membrana Plasmática:
 Membrana limitante que poseen las células, que separa el espacio
exterior del interior de la célula.
 La membrana plasmática se encarga de diferentes funciones:
 Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo.
 Regular el intercambio de sustancias entre el interior y exterior
celular (lo que entra y sale de la célula).
 La comunicación intracelular
 Funciona como barrera semipermeable, permitiendo el paso de
pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos
producidos dentro de ella.
Estructura de las membranas:









Se han planteado diversas estructuras de las membranas.
El actual modelo de la estructura de la membrana plasmática es el
resultado de un largo camino de planteamientos y observaciones de
variados científicos.
Hacia el año 1935, Danielli y Davson, sintetizaron conocimientos
proponiendo que la membrana plasmática estaba formada por una
“bicapa lipídica” con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.
Años más tarde, los datos y descubrimientos anteriores, llevaron a
que los científicos Singer y Nicolson postularan el actual modelo de
la membrana : el mosaico fluido (imagen).
Según este modelo, las membranas constan de una bicapa lipídica
(una doble capa de lípidos) en la cual están adheridas diversas
proteínas.
El nombre de “mosaico fluido” viene por dos razones:
Mosaico: Se refiere al hecho de que también la integran proteínas,
colesterol, ergoesterol, y otros tipos de moléculas insertadas entre
los fosfolípidos.
Fluido: Las bicapas son fluidas, esto quiere decir, que los fosfolípidos
se difunden rápidamente por la superficie bidimensional de la
membrana.
La membrana es semipermeable selectiva, es decir que sólo algunas
sustancias pueden pasar a través de ella.
Componentes de la Membrana:

La membrana
consta de:

Fosfolípidos:
Son las
moléculas
primarias de la
membrana
celular.
 Son
anfipáticos:
Poseen cabeza
polar
(hidrofílica) y colas no polares
(hidrofílicas)
 Se disponen en una bicapa con sus colas hacia el interior, ya que no
pueden estar en contacto con el agua.
 Esta bicapa, permite que las cabezas interactúen libremente con el
medio acuoso, mientras que las colas quedan totalmente aisladas de
este medio.


Colesterol:


Componente necesario de las membranas biológicas.
Contribuye a la estabilidad de la membrana.
Está inserto entre medio de los fosfolípidos, y entrega mayor
movilidad, impidiendo que las colas se empaqueten.
Rompe las interacciones entre las colas de los fosfolípidos, esto
permite que la membrana sea más fluida.
Regula el nivel de fluidez de la membrana.

Proteínas:



Hay diversos tipos de proteínas adheridas a los fosfolípidos.
 Proteínas Integrales:
 También se les llaman proteínas transmembranosas.
 Son proteínas estrechamente unidas a la membrana, por lo general
atravesadas en plena bicapa lipídica.

 Tienen uno o más segmentos dentro de la bicapa.
 Son el canal de paso entre el exterior e interior de la célula.
 Algunas presentan hidratos de carbono que sobresalen hacia la





superficie externa (glucoproteínas o glucolípidos).
Los glucolípidos y glucoproteínas reconocen los antígenos
(sustancias no reconocidas por el cuerpo).
Proteínas Periféricas:
No tienen segmentos dentro de la bicapa.
Identifican las sustancias que se acercan a la célula.
Están unidas a la superficie de la membrana, de forma más débil,
incluso algunas establecen contactos sólo transitorios con la
membrana. (Imagen).
Dato: Gradiente de concentración: Diferencia de concentración

entre el medio interno y externo de la célula.
Mecanismos de transporte celular:
Gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o
salida de manera selectiva de algunas sustancias, la célula puede
funcionar de manera normal.
 Las sustancias entran y salen de la célula a través de distintos
mecanismos de transporte, que son los siguientes:

Pasivo: (sin energía)
Activo: (con energía)
Simple difusión
 Difusión facilitada
 Osmosis


Bomba de sodio y potasio
 Endocitosis
 Exocitosis
Transporte Pasivo:
El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas de una
sustancia a través de la membrana plasmática, durante el cual no hay
gasto de energía que aporta la célula, debido a que va a favor de la
gradiente de concentración (es decir, de un medio muy concentrado
a uno de menor concentración
 La idea de estos transportes es igualar la concentración.


Simple Difusión:
 Consiste en el movimiento neto de sustancias líquidas o gaseosas de







una zona de alta concentración a una de baja concentración.
Sólo pueden pasar moléculas pequeñas, ya que en este tipo de
transporte, las
sustancias pasan a
través de los
fosfolípidos de la
membrana
semipermeable,
por lo tanto
deben ser
moléculas de no
gran tamaño.
Moléculas pequeñas que pueden transportarse mediante simple
difusión son el oxígeno y dióxido de carbono.
Se produce porque hay una zona de alta concentración y una de baja
concentración, separadas por una membrana semipermeable,
creándose así una gradiente (o diferencia) de concentración
(Imagen).
Esta gradiente de concentración permite que las partículas ubicadas
en la región de alta concentración se desplacen hacia la zona de baja
concentración, es decir, a favor de la gradiente, atravesando la
membrana semipermeable.
Como consecuencia de ello, se logra un equilibrio entre ambas.
La velocidad de transporte, depende sólo de la gradiente de
concentración.
Difusión Facilitada:
 Consiste en el paso de solutos (K+ , Cl- , Na+ , aá) a través de
proteínas específicas que están insertadas en la membrana, llamadas
transportadoras.
 Estas proteínas permiten el paso de moléculas a través de ellas a favor
de la gradiente.
 La diferencia con la simple difusión es que este transporte es el
movimiento de moléculas más grandes que no pueden pasar a través






de la membrana plasmática y necesita ayuda de una proteína u otros
mecanismos para pasar al otro lado.
La sustancia transportada de esta manera no suele poder atravesar la
membrana sin una proteína portadora específica que le ayude.
Otra diferencia de la Simple Difusión, es que este mecanismo es más
rápido, ya que las moléculas no entran en contacto con el centro
hidrofóbico de la bicapa.
El transporte es específico y la velocidad del transporte dependerá de
la cantidad de canales abiertos o disponibles.
En este proceso, la proteína transportadora se une con la partícula
que ingresará, cambia de posición y la deja en el lado opuesto.
Luego, la proteína
vuelve a su estado
original, ya que no se
modifica, quedando
libre para un nuevo
transporte.
La glucosa entra a la
mayor parte de las
células por difusión
facilitada.
Dato de la Imagen:
La difusión facilitada involucra el uso de una proteína para facilitar el movimiento

Osmosis:
 Difusión de agua a través de una membrana semipermeable.
 Los solutos y las partículas no se mueven, sino que el agua
(solvente) es la que se moviliza por diferencia de concentración.
 La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana
celular.
 El agua pasa de una zona en que hay menos soluto, a una en que hay
más soluto, para disolverlos y así, equilibrar la concentración.
 Hay tres tipos de soluciones:
 Hipertónica:
 En el medio externo hay mayor
concentración de soluto que en el medio
interno de la célula.
 Por lo tanto, el agua sale al exterior de la
célula para igualar la concentración de soluto.
 En la célula animal, esto causa el fenómeno
de crenación, es decir, el agua sale y la célula
se deshidrata, arrugándose.
 En la célula vegetal, esto causa el fenómeno de plasmólisis, es decir,
el agua sale del citoplasma; por lo tanto, la célula se contrae y se
produce un espacio entre la membrana plasmática y la pared celular.
Sin embargo, exteriormente se observa igual.
 Hipotónica:
 En el medio interno de la célula hay más concentración de soluto
que en el medio externo.
 Por lo tanto, el agua entra al interior de la
célula para igualar la concentración de
soluto.
 En la célula animal, esto causa el fenómeno
de citólisis, es decir, el agua entra a la célula
y hace que esta aumente de tamaño,
pudiendo incluso hacerla explotar.
 En la célula vegetal, esto causa presión de
turgencia, es decir, que el agua entra a la célula, haciendo que esta se
hinche, pero la presencia de la pared celular y la vacuola, evitan su
destrucción.
 Isotónica:
 Tanto en el medio exterior como en el interior
de la célula, hay igual concentración de soluto
y de solvente.
 Por lo tanto, el agua va a entrar y salir de la
célula, manteniéndose el equilibrio.
 En ningún tipo de célula se producen fenómenos, la célula se
mantiene inalterable.
Dato:
Diálisis: se utiliza en personas con insuficiencia renal, los cuales se someten a una
hemodiálisis (hemo=sangre) que permite que la sangre se ponga en contacto con
un líquido dializador, haciendo que los desechos pasen de la sangre al líquido,
exceptuando elementos figurados y proteínas.
Transporte Activo:
Consiste en el transporte de sustancias en contra de un gradiente de
concentración (es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco
concentrado a un medio muy concentrado), para lo cual se requiere
un gasto energético.
 Está limitado por el número de proteínas transportadoras o carriers.
 La energía que se requiere se obtiene a partir de la molécula de ATP,
que resulta de la respiración celular llevada a cabo en la mitocondria.


Bomba de Sodio y Potasio:
 Esta “bomba” está
formada por
proteínas de la
membrana que
ayudan a pasar
iones de sodio al
exterior de la
célula y iones de
potasio al interior
de ella.
 Esto requiere de
energía (ATP)
que luego pasa a
ser ADP.
 El Na+ se
mantiene a una concentración más baja dentro de la célula y el K+ se
mantiene a una concentración más alta.
 El bombeo de iones Na+ y K+ es llevado a cabo por una proteína
transportadora ("carrier")
 ¿Cómo se produce? : Una configuración tiene una cavidad que se
abre al interior de la célula, en la cual encajan los iones Na+. El Na+
dentro de la célula se une a la proteína de transporte.
Simultáneamente, una reacción que involucra al ATP, libera energía
y da como resultado que un grupo fosfato se una a la proteína. Esto
provoca un cambio de la proteína a la configuración alternativa y la
liberación del Na+ en el lado externo de la membrana. Ahora, la
proteína de transporte está lista para captar K+, lo cual da como
resultado la liberación del grupo fosfato de la proteína, haciendo que
ésta vuelva, así, a la primera configuración y libere al K+ en el
interior de la célula.
 Ver animación:http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120068/bio03.swf

Transporte mediado por Vesículas:
 La célula incorpora o secreta moléculas grandes a través de
mecanismos de intercambio celular por medio de vesículas. Estos
mecanismos son la endocitosis y exocitosis.
 Endocitosis:
 Es el proceso mediante el cual la sustancia es transportadla interior
de la célula a través de la membrana, encerrándolas en una
invaginación.
 Hay tres tipos de endocitosis:
 Pseudópodos: Se usan “falsos pies”
para encerrar a la molécula y así
hacerla ingresar a la célula.
 Pinocitosis:Es el ingreso de sustancias líquidas a la célula (gotas,etc)
 Mediado por Receptores: Hay
receptores específicos que ayudan a
que entre la sustancia a la célula.
(proteínas específicas).
 Exocitosis:
 La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en
el citoplasma liberan su contenido.
 Los lisosomas liberan el contenido.
Metabolismo Celular:
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

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



El metabolismo es el conjunto de reacciones
químicas que ocurren en los seres vivos con la
participación de enzimas.
Puede ser lineal :A-> B-> C,
o cíclica : ciclo.
El metabolismo
tiene:
Anabolismo:
Requiere energía
Endergónica
Reacción síntesis
Reduce sustancia
(gana electrones de
H)
Catabolismo:
Libera energía
Exergónica
Reacción de
descomposición
Sustancia se oxida (cede
electrones de H)
En
Enzimas:

Son proteínas que
participan en las reacciones químicas que ocurren en nuestro
organismo.
Son específicas
Son catalizadores biológicos
Son reutilizables
Actúan sobre un sustrato
Requieren baja energía de activación
Son sensibles a cambios de PH (Ej: en el sistema digestivo, en la boca
hay un PH muy neutro, entonces la amilasa se desautomatizaría si
actuara en el estómago que tiene un PH muy ácido.) y Tº
(Temperatura óptima: 36ºC.)
Actúan en baja cantidad
Poseen un sitio activo, donde acoplan al sustrato.
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Modelo de Acción de las Enzimas:
Modelo Llave-Cerradura:
 Si el sustrato fuera una
proteína, los sustratos
finales serían aá.

Modelo Encaje-Inducido:
 Su sitio activo es flexible o plástico, por lo tanto, permite el ajuste a
la estructura con el sustrato.

Respiración Celular:


AEROBICA (mitocondria):ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa.
C6 H12 O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + energía (ATP)
ANAEROBICA (citoplasma, citosol): reducción del acido pirúvico
(fermentación).
Glucólisis:
 Proceso en el que se descompone la glucosa (6c) obteniendo 2 ATP
y 2 piruvatos (3C). Este proceso ocurre en el citosol.
 Estos piruvatos obtenidos se pueden ir a la mitocondria donde hay
oxigeno y pueden producir el ciclo de Krebs o fosforilación
oxidativa.
 Pero también pueden quedarse en el citoplasma y fermentar.
Ciclo de Krebs:
 El ciclo de Krebs es una parte del proceso de la respiración celular.
 Entonces el piruvato entra a la mitocondria y se une con la
coenzima A y forma el Acetil coenzima A y este entra al ciclo de
Krebs. En el ciclo de Krebs el Nad y el Fad captan un hidrogeno y
quedan NadH y FadH y después del ciclo de Krebs, en el sist.
Transportador de e-, los NadH y FadH sueltan los hidrógenos y al
soltarlos liberan APT Cuando los sueltan se unen a moléculas de
oxígeno, y forman agua, que se libera. El Nad libera 3 ATP y el Fad 2
ATP.
 Dato: el carbono que se libera en el ciclo de Krebs se une con un
oxigeno y forma dióxido de carbono, porque no puede estar solo ya
que es toxico. Este dióxido de carbono se va al torrente sanguíneo y
es captado por los glóbulos rojos y llevado a los alvéolos y luego se
libera por la expiración.
 En este ciclo
se producen 3
NadH, 1 FadH
y un ATP,
pero como son
dos piruvatos
esto se
multiplica por
2 al sacar el
total de ATP.
Glucólisis  2 ATP.
Formación del acetil coenzima A  6 ATP. (2 NadH)
Ciclo de Krebs 24 ATP
_______________________________________________________ +
Respiración celular por cada molécula de glucosa  32 ATP total
Sistema transportador de electrones o Fosforilación Oxidativa:
 En este proceso se permite la liberación de gran cantidad de energía
química, el NadH y el FadH liberan el hidrogeno y ahí se liberan los
ATP respectivamente. Ese hidrogeno que queda libre se une con
oxigeno y forma agua, que se puede eliminar del cuerpo de manera
natural y sana.
Fermentación o reducción del acido piruvico (piruvato):
 Si luego de la glucólisis, no hay O2, el piruvato es metabolizado en la

fermentación, por la oxidación de la coenzima NADH, producida en
la glucólisis. La fermentación permite regenerar el NAD.
Alcohólica: da como resultado 2 Etanol y 2 CO2 (vino)
Es un proceso en el que la levadura que se encuentra en la piel de la
uva, fermenta los carbohidratos.
En el caso de la cerveza, se obtiene a partir del almidón de la cebada.
La levadura sólo puede formar monosacáridos, la semilla es la que
posee amilasa que lo descompone obteniendo glucosa.
Acetaldehído

Láctica: es producida por las bacterias que actúan sobre azucares de




la leche. Principalmente sobre la lactosa (galactosa + glucosa) y da
como resultado ácido láctico.
 En esta fermentación, el ácido pirúvico es el aceptor de los
hidrógenos del NADH, transformándolos en ácido láctico.