USMP FMH BIOLOGIA

1. Membrana BiológicaClase I Tamara Jorquiera Johnson, MC Biología Celular y Molecular USMP - Medicina

2. MembranaBiológica Composición y Estructura Funciones de Membrana Transporte de Membrana Pasivo Activo MoléculasGrandes

3. Membrana Celular Esencial para la vida celular Encierra a la célula Define sus límites Mantiene diferencias fundamentales entre citosol y ambiente extracelular Entre citosol y ambiente interior de organelas membranosas.

4. Además … Tiene proteínas que actúan como sensores para señales externas, permitiendo a la célulacambiarsucomportamiento en respuesta a avisos “señales” del medioambiente. Estosreceptorestransmiten señales, no moléculas, a través de la membrana.

5. Composición yEstructura

6. Membrana Biológica Diferentesfunciones Estructura General Común: Capamuydelgada de Lipidos y Proteínas . Unidospor enlaces no covalentes. EstructuraDinámica. Capacontínuadoble de lípidos. Tieneaprox. 5nm de ancho.

7. Membrana Celular Extracelular Intracelular Funciones Alberts et al, Molecular Biology of the Cell, Third edition, Garland Publishing, N.Y. 1994. Figure 10-1, page 477.

8. Lípidos: Triglicérido 3 ácidos grasos Glicerol

9. Lípidos Saturados Enlaces simples

10. Lípidos insaturados

11. Fosfolípido

12. Fosfolípido

13. Bicapa Lipídica Fosfolípidos Cabeza HIDROFÍLICA Cola HIDROFÓBICA

14. Fosfolípidos Hidrofílica Tiene Carga polar Hidrofóbica No tiene carga, neutra Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993, p 155

15. Fosfolípido Oxígeno Hidrógeno Carbón Fósforo Nitrógeno

17. Energéticamente Favorable

18. Esfera No hay partes hidrofóbicas libres o en contacto con agua.

19. Bicapa Lipídica H2O H2O

20. Flip Flop Lateral 107 / seg 1 / mes Movimiento de Fosfolípidos

22. Bicapa Lipidica Estructura fluida básica. Semipermeable. Barrera casi impermeable a moléculas hidrosolubles.

23. Semipermeable HIDROFÓBICA

24. Semipermeable

25. Semipermeable

26. Semipermeable Pequeñas

27. Semipermeable

28. Semipermeable H20 Con carga Grandes

29. Semipermeable Ayuda Proteína Transportadora

30. Semipermeable

31. Colesterol Polar region Non polar hydrocarbon tail Orientación en la membrana Alberts et al. Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, N.Y., 1994, Third Edition, Figure 10-8.

32. Colesterol Papel en fluidez de membrana Alberts et al. Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, N.Y., 1994, Third Edition, Figure 10-9; or Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993

33. Colesterol en la Membrana

34. Proteínas de Membrana Mediadores de casi todas las otras funciones. Transporte de moléculas. Catalisis de reaciones asociadas a la membrana. SINTESIS ATP (ATP sintetasa) Eslabón estructural que une citoesqueleto a través de la membrana, a la matriz extracelular o a otra célula. Receptores de señales. 30% del genoma celular codifica Proteinas de membrana

35. Proteínas en la Membrana

36. Proteinas de Membrana Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993

37. Bacteriorhodopsin

38. Proteínas Integrales Orientación única α helice multiple Barril ß α helice única Asimetría

39. Proteínas Periféricas Unión covalente c/ cadena lipídica Unión con oligosacáridos 1 α-hélice en monocapa citosólica

40. Proteínas Periféricas exoplásmica Interacciones no covalentes con otras proteínas de membrana citosólica

42. Glucolípidos sólo en hojuela exoplásmica

45. Funciones de la Membrana Celular

46. Funciones de la Membrana Celular Transporte Actividad Enzimatica Traducción de Señales Reconocimiento Célula-Célula Uniones Intercelulares Adhesión a citoesqueleto y MEC

47. Funciones de la Membrana Celular Transporte ActividadEnzimatica Traducciónde Señales Reconocimiento Célula-Célula UnionesIntercelulares Adhesióna citoesqueleto y a MEC 1 4 2 5 3 6

48. Transporte Ingreso de nutrientes Salida de detritos Impedir ingreso de sustancias indeseables Impedir pérdida de metabolitos necesarios Mantener composición Iónica pH Presión osmótica.

49. Actividad Enzimatica H+ Energía representada por la acumulación de H+ en el espacio intermembrana

50. Traducción de Señales

51. Traducción de Señales

52. Traducción de Señales

53. Traducción de Señales Activación de enzimas Cambio de citoesqueleto Activación de genes específicos

54. Traducción de Señales

56. Separación de célulasembrionarias en Tj y órganos.

58. Uniones Estrecha (b) C. epiteliales intestinales Hendidura (c) Intercambio de molecs pequeñas Sinapsis eléctrica Intercelular Entre C y matriz Estructurales con cadherinas e integrinas

59. Uniones Estrechas

60. Uniones tipo Hendidura

61. Adhesión a Citoesqueleto y MEC

62. Transporte de Membrana

63. Pasaje de moléculas a través de la membrana

68. Osmosis Movimiento de Agua (solvente). De Mayor concentración de soluto a menor concentración de soluto. Presión Osmótica. Presión necesaria para prevenir el movimiento de agua.

69. Osmosis PO Solvente Agua Soluto Igual (soluto) o Presión Osmómotica

71. Difusión Simple Moléculas pequeñas. Moléculas liposolubles. Lento. De mayor a menor concentración. Hasta EQUILIBRIO.

72. Difusión Simple

73. Difusión Simple No consume energía metabólica Velocidad de Difusión es proporcional a su gradiente de concentración y a su grado de hidrofobicidad Pocas moléculas lo hacen No intervienen proteínas No es selectivo.

74. Molécula Liposoluble O2, CO2, N2, BENCENO

75. Difusión

76. K K Na Na

78. Difusión Facilitada Muy Grandes. Muy insolubles en LIPIDOS. Usa Proteinas. De Mayor a Menor Concentración. No usa energía de ATP Es Selectivo

79. Dos tipos de Proteinas Transportadoras CARRIER CANAL Cambio de Forma Canal hidrofilico

80. Diferencias

81. Difusión Facilitada

83. Proteína Canal - Tipos Canal iónico Depende de gradiente iónico Aquaporinas Porinas

84. Canal Iónico Transporte MUY rápido Más de 1 millón de iones por segundo pueden pasar (107 – 108 / seg). Aprox, 1000 veces + rápido que un carrier. Altamente selectivos Carga y tamaño específicos. No siempre abiertos, necesitan un estímulo NO USA ATP

85. Canal de Potasio (K+) Bacteriano 4 subunidades transmembrana Cada subunidad con dos α-hélice. Froman un poro central, más abierto en cara exoplásmica. Cara citosólica. Cargas (-) Atrae cationes, repele aniones.

86. Canal iónico – Altamente selectivo Atrae cationes

87. Canal iónico – Altamente selectivo Na muy pequeño C Oxígenos de grupo carbonilo No interaciona

88. Canal Iónico - Regulación

89. Canal Iónico - REGULACIÓN Se abren al recibir una señal: Regulados por Ligando: Se abren en respuesta a la unión con neurotransmisores u otras moléculas señal. Regulados por Voltaje: Se abren en respuesta a variaciones en el potencial eléctrico a través de la membrana celular.

90. Regulación de canal Iónico Extensión citoplasmática unida a citoesqueleto

91. Transporte

92. Proteína Carrier

93. Glucosa Unión Estímulo Cambio de Forma Proteina Transportadora Carrier Glucosa 6 Fosfato

98. Transporte Activo Contra gradiente. De menor a mayor concentración. Usa energía. Para mantener su medio interno.

99. Transporte Activo

100. K K Na Na

101. Transporte Activo Primario Es selectivo (ej.Tamaño o Carga). Contra Gradiente. Usa ATP. Proteina Transportadora tipo Carrier,cambia de forma.

102. Bombas Iónicas ATPasa de Na+ / K+ MembranaCelular ATPasa de Ca++ Membrana de Retículosarcoplasmático (músculo) Membrana de RE Liso MembranaCelular ATPasa de H+ MembranaLisosomal Endosomas VacuolasVegetales

103. K Na 3 Na K 2

104. Sodio Potasio ATPasa

105. Transporte Activo Secundario Movimiento simultáneo de 2 moléculas. Usa la energía de la gradiente de una molécula, para mover la otra molécula. Proteína cotransportadora. Simport. Antiport.

107. Transporte

108. Transporte Activo Secundario Na K K Na Simporte

110. Fagocitosis y Pinocitosis Moléculas demasiado grandes para los canales. Membrana cubre la partícula. Membrana se corta y forma vesícula. SOLIDOS  FAGOCITOSIS LÍQUIDOS  PINOCITOSIS

112. Hay gasto de ATPEncierra Ingresa vesícula

113. Micrografía electrónica de un neutrófilo fagocitando bacteria.

114. Fagocitosis Células engullen partículas grandes como bacterias, desechos celulares o incluso otras células. La unión de las partículos a receptores de membrana de la célula fagocítica dispara la formación de Pseudópodos. Los pseudópodos rodean la partícula y se funden para formar un fagosoma. Fagosomas se unen a lisosomas: fagolisosoma, para digerir el material.

116. Vesícula pinocítica

117. Proceso común en eucariontes.Invagina Vesícula USO

119. Exocitosis Liberación Adherencia Fusión Vesícula

120. Exocitosis Opuesto a endocitosis. Vesícula exocítica se fusiona con membrana celular. Liberación al extracelular. Membrana de vesícula incorporada a membrana celular. Participa citoesqueleto celular. Usa energía.

122. Micrografía electrónica: secreción de insulina de una vesícula secretoria de una célula pancreática tipo b.

124. Endocitosis Mediada por Receptores ESPECÍFICO Ligando Reciclado de receptores EXOCITOSIS Receptor Membrana invagina, forma vesícula Endosoma Enzimas Formación Lisosoma separan

125. Endocitosis Mediada por Receptores Mecanismo selectivo para el ingreso de moléculas. Las macromoléculas a ingresar se unen a receptores específicos de membrana. Receptores acumulados en regiones de membrana especializadas (citoesqueleto).

126. Bibliografía ALBERTS. 2004. Biología Molecular de la Célula. 4º EDICIÓN. CAMPBELL, N.A. 2001. Biology, 6th ed., Benjamin Cummings Publishing Co., Menlo Park, CA. DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Biología celular y molecular. 2001. Ed. Ateneo Buenos Aires. 15º edición LODISH H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J. W H . 2002. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica. 4º edición. Panamericana Papertech Marketing group Inc. 1993 PERMA-CHART Biochemistry series Quick Reference Guide. http://web.ahc.umn.edu/~mwd/cell.html http://www.biology.arizona.edu http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/indcelula.htm http://fai.unne.edu.ar/biologia/celulamit/indbice.htm http://www.ibiblio.org/virtualcell/index.htm http://web.ahc.umn.edu/~mwd/cell.html http://www.usd.edu/~bgoodman/Cell-ebrationframes.htm