Membrana Biológica Parte II
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Membrana BiológicaClase II
Dra. Tamara Jorquiera JohnsonBiología MolecularUSMP - Medicina
Transporte de Membrana
Pasaje de moléculas a través de
la membrana
Transporte deMembrana
Pasivo Activo
Transporte deMembrana
Pasivo Activo
Transporte Pasivo
Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple
Transporte Pasivo
Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple
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.
Osmosis
Soluto Solvente
Agua
Igual (soluto) o Presión Osmómotica
PO
Osmosis
Debe compensar con transporte Activo
Mantener Forma
Turgor en Célula Vegetal por Pared celular.
Transporte Pasivo
Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple
Difusión Simple
• Moléculas pequeñas.
• Moléculas liposolubles.
• Lento.
• De mayor a menor concentración.
• Hasta EQUILIBRIO.
Difusión Simple
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.
Molécula Liposoluble
O2, CO2, N2, BENCENO
Difusión
K
Na
K
Na
Transporte Pasivo
Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple
Difusión Facilitada• Muy Grandes.
• Muy insolubles en LIPIDOS.
• Usa Proteinas.
• De Mayor a Menor Concentración.
• No usa energía de ATP
• Es Selectivo
CARRIER CANAL
Dos tipos de Proteinas Transportadoras
Cambio de Forma Canal hidrofilico
Diferencias
Canales CarriersRapido Lento
Sólo T. Pasivo T. Pasivo y Activo
Sin Cambio de conformación
Cambio de Conformación
Selecciona por carga y tamaño
Tiene un lugar de acoplamiento
Difusión Facilitada
Proteína Canal - Tipos
• Canal iónico–Depende de gradiente iónico
• Aquaporinas
• Porinas
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
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.
Canal iónico – Altamente selectivo
Atrae cationes
Canal iónico – Altamente selectivo
Oxígenos de grupo carbonilo
Na muy pequeño
No interaciona
CC
Canal Iónico - Regulación
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.
Regulación de canal Iónico
Extensión citoplasmática
unida a citoesqueleto
Transporte
Proteína Carrier
Glucosa
Unión
EstímuloCambio
de Forma
Glucosa 6 Fosfato
Proteina Transportadora
Carrier
Transporte deMembrana
Pasivo Activo
Proceso Activo
TransporteActivo
Transporte enmasa
ExocitosisEndocitosis
PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores
Proceso Activo
TransporteActivo
Transporte enmasa
ExocitosisEndocitosis
PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores
Transporte Activo• Contra gradiente.
– De menor a mayor concentración.
• Usa energía.
• Para mantener su medio interno.
Transporte Activo
K
Na
K
Na
Transporte Activo Primario
• Es selectivo (ej.Tamaño o Carga).
• Contra Gradiente.
• Usa ATP.
• Proteina Transportadora tipo Carrier,cambia
de forma.
Bombas Iónicas• ATPasa de Na+ / K+
– Membrana Celular
• ATPasa de Ca++– Membrana de Retículo sarcoplasmático (músculo)– Membrana de RE Liso– Membrana Celular
• ATPasa de H+– Membrana Lisosomal– Endosomas– Vacuolas Vegetales
Na
Na
K
K
2
3
Unión del Na con Bomba Protéica
Cambio de Forma
Cambio de
Forma
Cambio de
Forma
Sodio Potasio ATPasa
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.
Transporte
Transporte Activo Secundario
Na K
KNa
Simporte
•Simportador 2-Na+/ 1-glucose
• Cadena de 662-aa
•14 α-hélices transmembrana
Proceso Activo
TransporteActivo
Transporte enmasa
ExocitosisEndocitosis
PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores
Fagocitosis y Pinocitosis
• Moléculas demasiado grandes para los
canales.
• Membrana cubre la partícula.
• Membrana se corta y forma vesícula.
• SOLIDOS FAGOCITOSIS
• LÍQUIDOS PINOCITOSIS
Fagocitosis
Extensión de Pseudópodos
Encierra
Ingresa
vesícula
Detecta
•Participa el citoesqueleto
celular.
•Hay gasto de ATP
Micrografía electrónica
de un neutrófilo
fagocitando bacteria.
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.
PinocitosisDetecta
Invagina
Vesícula USO
•Ingreso de fluidos
•Vesícula pinocítica
•Proceso común en
eucariontes.
Proceso Activo
TransporteActivo
Transporte enmasa
ExocitosisEndocitosis
PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores
Exocitosis
Vesícula
Adherencia
Fusión
Liberación
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.
Micrografía electrónica: secreción de insulina de una vesícula secretoria de
una célula pancreática tipo b.
Proceso Activo
TransporteActivo
Transporte enmasa
ExocitosisEndocitosis
PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores
Endocitosis Mediada por ReceptoresLigando
Receptor
Membrana invagina, forma vesícula
Endosoma
separan
Reciclado de receptores
EXOCITOSIS
Formación Lisosoma
ESPECÍFICO
Enzimas
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).
Endocitosis Mediada por Receptores
• Formación de hoyos cubiertos de Clatrina por invaginación de membrana.
• Se liberan vesículas revestidas de Clatrina que contienen macromoléculas unidas a su receptor.
• Vesícula se fusiona con endosoma y se distribuyen sus contenidos.
Ingreso de lipoproteínas al oocyto de gallinas para formar la yema.
Clathrin coated pits
invaginación Clathrin coated vesicles
Esqueleto triple de Clatrina
Probable estructura de una vesícula
cubierta de clatrina
Macromolécula de LDL.
Colesterol esterificado y
ácidos grasos en el interior.
Monocapa de fosfolípidos.
Proteína mediadora de
unión específica a células.
Schematic diagram of an LDL particle.
Endocitosis mediada por
receptor.
LDL y su receptor.
Similar a insulina y hormonas
internalizadas por endocitosis
mediada por receptores.
Hoyo cubierto
de Clatrina
Endosoma temprano
1 min
segundos
Unión con vesícula seleccionadora Endosoma
tardío
Mutación del Receptor, no se une a hoyo revestido de clatrina. No ingresa a la célula.
Hipercolesterolemia.
SIDA Endocitosis Mediada por Receptores
Virus de HIV
Linfocito T
Unión Receptores
CD4
CAMINOS POSIBLES DE RECEPTORES INGRESADOS
POR ENDOCITOSIS
Bibliografía1. ALBERTS. 2004. Biología Molecular de la Célula. 4º EDICIÓN.2. CAMPBELL, N.A. 2001. Biology, 6th ed., Benjamin Cummings
Publishing Co., Menlo Park, CA.3. DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Biología celular y molecular.
2001. Ed. Ateneo Buenos Aires. 15º edición4. LODISH H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D,
Darnell J. W H . 2002. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica. 4º edición. Panamericana
5. 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