COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA • LIPIDOS. Forman bicapas lipídicas. - FOSFO MOVIMIENTOS QUE PUEDEN REALIZAR LOS FOSFOLIPIDOS El más frecuente es el de difusión lateral. ESTRUCTURA DE FOSFOLÍPIDOS Y DE BICAPA LIPÍDICA • PROTEINAS − Según el lugar que ocupan en la membrana se clasifican en: PROTEINAS INTEGRALES O TRANSMEMBRANALES • • Atraviesan totalmente la membrana. En cara externa pueden unirse a oligosacáridos (glucoproteínas) PROTEINAS PERIFERICAS • Se encuentran principalmente en la cara interna de la membrana − Los glucolípidos y glucoproteínas constituyen el glucocálix o matriz extracelular − Su distribución es asimétrica ya que sólo se encuentran en la cara externa de la membrana plasmática de las células eucariotas. − Función relacionada con el reconocimiento celular. CARACTERÍSTICAS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA • ASIMETRÍA. La cara externa e interna de la membrana son diferentes. Ejemplo: los oligosacáridos pertenecientes a glucolípidos y glucoproteínas (glucocálix) sólo se encuentra en la cara externa; las proteínas periféricas están principalmente en la cara interna. • FLUIDEZ. Los fosfolípidos y las proteínas no ocupan posiciones rígidas: pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) • La membrana plasmática presenta PERMEABILIDAD SELECTIVA: permite el paso de determinadas moléculas con facilidad mientras que otras necesitan mecanismos de transporte. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA MODELO DE MOSAICO FLUIDO (Singer y Nicolson, 1972) - La membrana plasmática está formada por una bicapa de fosfolípidos (bicapa lipídica) con proteínas dispersas incluidas en su interior. - La membrana es una estructura fluida: tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente. - La fluidez de las membranas depende de varios factores como : • la temperatura: la fluidez aumenta al incrementarse la temperatura. • la naturaleza de los lípidos: la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta aumenta la fluidez • la presencia de colesterol: la presencia de colesterol reduce la fluidez y la permeabilidad de la membrana. FUNCIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA: - Regula el transporte e intercambio de sustancias entre el citoplasma y el exterior celular (permebilidad selectiva) Fosfolípidos ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Fibras de la matriz extracelular1 CARA EXTERNA 6Oligosacáridos Glucoproteínas 8 Glucolípidos 7 Proteína3integral CARA INTERNA 5 Colesterol Proteínas4periféricas Fibras del citoesqueleto 2 MECANISMO DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. La membrana plasmática permite el paso, mediante diversos mecanismos, de determinadas sustancias a favor o en contra de un gradiente de concentración o electroquímico. TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR ENDOCITOSIS EXOCITOSIS DIFUSIÓN SIMPLE DIFUSIÓN FACILITADA PINOCITOSIS BOMBA DE SODIO-POTASIO FAGOCITOSIS TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE BAJA MASA MOLECULAR TRANSPORTE PASIVO DIFUSIÓN SIMPLE TRANSPORTE ACTIVO BOMBA DE SODIO-POTASIO DIFUSIÓN FACILITADA TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO A favor de gradiente En contra de gradiente Sin consumo de energía Con consumo de energía Puede ser por difusión simple o por difusión facilitada Se realiza por medio de proteínas especializadas denominadas «bombas» (ejemplo «bomba de Na-K») El transporte pasivo se realiza a favor de gradiente, sin consumo de energía. DIFUSION SIMPLE DIFUSION FACILITADA Difusión a través de la bicapa Moléculas liposolubles (hormonas esteroideas, ácidos grasos, alcoholes), moléculas apolares (O2, N2) y polares de pequeño tamaño (H2O, CO2, urea,...) sin carga eléctrica. DIFUSION FACILITADA Proteínas transportadoras o permeasas Difusión a través de proteínas canal Iones con carga eléctrica (Na+, K+, Cl-) Implica cambio conformacional en la proteína transportadora Presenta especificidad Se transportan moléculas polares de mayor tamaño (glucosa, sacarosa, nucleótidos, aminoácidos,…). El transporte activo se realiza en contra de gradiente, con consumo de energía en forma de ATP. Un ejemplo lo constituye la «bomba de Sodio-Potasio». [Na+] alta [K+] baja Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ [Na+] baja [K+] alta + CITOPLASMA Na CITOPLASMA P ATP P ADP El Na+ citoplasmático se une a la bomba Na-K. P La unión del Na+ estimula la fosforilación de la bomba, por hidrólisis de una molécula de ATP. La fosforilación causa que la proteína cambie su conformación, y expulse Na+ al exterior. P El K+ extracelular se une a la bomba, provocando la liberación del grupo fosfato. La pérdida del grupo fosfato restaura la proteína a su conformación inicial. El K+ es liberado y los sitios del Na+ son receptivos de nuevo; el ciclo se repite. Transporte activo – bomba de calcio Transporte pasivo por difusión facilitada a través de proteína transportadora – transporte de glucosa TRANSPORTE ACTIVO TRANSPORTE PASIVO DIFUSIÓN SIMPLE A TRAVES DIFUSIÓN FACILITADA A DE LA BICAPA LIPÍDICA TRAVES DE PROTEÍNAS CANAL MOLÉCULAS LIPOSOLUBLES (hormonas esteroideas, ácidos grasos, alcoholes) , MOLÉCULAS APOLARES (O2, N2) Y POLARES DE PEQUEÑO TAMAÑO (H2O, CO2, urea, …) sin carga. IONES: Na+, K+, Cl-, … DIFUSIÓN FACILITADA A TRAVES DE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS SUSTANCIAS POLARES DE MAYOR TAMAÑO (glucosa, aminoácidos, disacáridos, nucleótidos, …) ATP IONES: Na+, K+, Cl-, … (en contra de gradiente) TRANSPORTE DE MOLÉCULAS DE ELEVADA MASA MOLECULAR ENDOCITOSIS EXOCITOSIS PINOCITOSIS FAGOCITOSIS Las macromoléculas, virus o bacterias no pueden atravesar la membrana plasmática. Estas partículas de gran tamaño pueden ser transportadas al interior o exterior celular gracias a la formación de vesículas membranosas. Estas vesículas se encuentran revestidas de filamentos proteicos de clatrina. Podemos distinguir: 1. ENDOCITOSIS: proceso de entrada de macromoléculas y partículas de gran tamaño al interior celular. 2. EXOCITOSIS: proceso de salida de macromoléculas y partículas de gran tamaño hacia el exterior celular. El proceso comienza con una invaginación de la membrana en la que se engloba la partícula para ingerir y la estrangulación de esta invaginación, originándose una vesícula que encierra el material ingerido. El proceso requiere que la membrana de la vesícula y la membrana plasmática se fusionen, liberándose el contenido de la vesícula hacia el exterior. ENDOCITOSIS Es el proceso de entrada de macromoléculas y grandes partículas desde el medio extracelular al interior celular, mediante la formación de vesículas membranosas. Según la naturaleza y tamaño de la partícula englobada podemos distinguir: a. PINOCITOSIS: ingestión de líquidos y partículas en disolución. b. FAGOCITOSIS: ingestión de partículas sólidas grandes como microorganismos o restos celulares. FAGOCITOSIS PINOCITOSIS Vesícula pinocítica revestida de clatrina Clatrina Clatrina Fagosoma revestido de clatrina Los únicos mecanismos de transporte que pueden observarse al microscopio electrónico son los de la endocitosis y la exocitosis. Estos dos procesos distintos muestran la misma imagen al microscopio electrónico. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática (Mp) o se forman en ella y este proceso no se distingue morfológicamente. Observa abajo como las vesículas (flechas rojas) se localizan en la membrana plasmática
