citologÍa envueltas celulares.. la membrana plasmÁtica

CITOLOGÍAENVUELTAS CELULARES.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA


Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)


Los fosfolípidos

Se disponen formando una bicapa debido a su carácter anfipático

LA MEMBRANA PLASMÁTICAEstructura de un fosfolípido

Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas

Fosfatidil etanoamina

Fosfatidil serina

Fosfatidil colina

esfingomielina


La cabeza polar de los fosfolípidos de membrana puede variar

El modelo del mosaico fluido introduce el aspecto de la movilidad. Las moléculas de fosfolípidos tienen varios tipos de movimientos:


Enzimas FLIPASAS

La movilidad de las moléculas permite a la membrana: Adaptarse al medio Cumplir sus funciones (intercambio de sustancias, pérdida o

adición de fragmentos, etc.). –Para ello deben ser fluidas-


El colesterol: este esteroide tiene diferentes efectos sobre la fluidez de membrana según la temperatura: A Tª próxima a 37º, el colesterol se une a los fosfolípidos y evita el

excesivo movimiento de las moléculas, reduciendo la fluidez y aportando estabilidad.

A Tª más fría, evita que los lípidos se unan entre sí, lo que provocaría la ruptura de la bicapa por cristalización.



• El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable)• Disminuye la permeabilidad de la MP al agua

Además del colesterol, existen otros factores que influyen en la fluidez de la membrana:


Factores que favorecen la viscosidad

Factores que favorecen la fluidez

• Alto grado de saturación• Mayor longitud de las colas

hidrocarbonadas • Menor temperatura del

medio

• Alto de grado de insaturación• Menor longitud de las colas

hidrocarbonadas. • Mayor temperatura del

medio


Los dobles enlaces producen pliegues en las cadenas hidrocarbonadas que dificultan su empaquetamiento, de forma que las membranas permanecen fluidas a temperaturas más bajas.

Las proteínas de membrana: suelen ser globulares y según su posición en la membrana, se clasifican en: Periféricas o extrínsecas: hacia el interior y exterior celular, unidas

a lípidos o proteínas. Intrínsecas o integrales: íntimamente asociadas a los lípidos.

Embutidas en la bicapa total o parcialmente (transmembranosas, cuando atraviesan completamente la membrana).



Segmento hidrófobo

Barriles formados por diferente número de

cadenas que configuran un canal o poro

Glucosilación de proteínas y

formación de puentes disulfuro

entre cisteínas

Ejemplos de estructuras de proteínas de membrana

Las proteínas también pueden moverse por la membrana, pero su difusión es más lenta por su mayor volumen molecular.


Los glúcidos:

Se disponen sólo en la cara de la membrana

que da al medio extracelular.

Son oligosacáridos unidos a lípidos (glucolípidos) o proteínas (glucoproteínas)

Pueden originar una envuelta de secreción llamada glucocalix.

Funcionalidad: Comunicación/unión

intercelular Reconocimiento de señales

químicas.


La cara interna y externa de las membranas tienen distinta estructura. La distribución de proteínas, lípidos y glúcidos es asimétrica.

La estructura y composición de la membrana aparece también en el interior celular, rodeando a los orgánulos: “membrana unitaria”


Funciones de la membrana:

• Barrera física que separa el medio intracelular del extracelular.

• Regula el transporte de moléculas hacia

adentro y afuera de la célula.

• Mantenimiento del potencial de membrana.

• La capacidad de actuar como sistema de transferencia y almacenamiento de

energía (bombas dependientes de ATP transportan activamente iones de un

compartimiento a otro).

• Receptores de membrana:• Reconocimiento y adhesividad intercelular.

• Transmisión de señales entre medio externo e interno.

• Recepción de estímulos, etc.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA / FUNCIONES

Transporte:

La membrana supone una barrera física, entre el medio externo e interno.

También es una barrera química: la mayoría de las sustancias no pueden atravesar la bicapa lipídica, por ser solubles (hidrófilas).

La membrana tiene permeabilidad selectiva: permite el paso de algunas sustancias e impide el de otras.



TransporteMoléculas grandes (macromoléculas)

EndocitosisFagocitosis

Pinocitosis

Exocitosis

Moléculas pequeñasTransporte activo

Transporte pasivoDifusión simple

Difusión facilitada

Ósmosis


TRANSPORTE PASIVO

Se hace a favor de gradiente

De concentración(las sustancias van del

medio más concentrado al menos concentrado)

Eléctrico(por diferencias de

carga eléctrica a ambos lados de la membrana)

Electroquímico(conjugación de los dos

anteriores)

No gasta energía (espontáneo)

Puede ser:

Difusión simple

Difusión facilitada

Ósmosis

Transporte pasivo: difusión simple Existe un gradiente a ambos lados de la membrana, a favor del cual

pasan: Sustancias solubles en la membrana, sin carga o con carga neta cero (O2, CO2, etanol,

urea, fármacos liposolubles, etc.). Sustancias con carga eléctrica, a través de proteínas canal (forman canales acuosos)


La velocidad de paso varía en función de:

• Cuanto más lipófila o apolar sea la sustancia.

• El tamaño de la molécula

• El gradiente de concentración

Transporte pasivo: difusión facilitada


• Se debe a unas proteínas transportadoras (carriers o permeasas), que se unen a la molécula que transportan.

• El transporte es específico.

• Implica un cambio conformacional en la proteína.

• Moléculas transportadas:

• Polares: glucosa, sacarosa, algunos aminoácidos, nucleótidos, etc.


Transporte pasivo: ósmosis

Las membranas biológicas permiten el paso de agua hacia el medio más concentrado.


TRANSPORTE ACTIVO

Se hace en contra de gradiente

Consume energía (hidrólisis de ATP)

Intervienen proteínas denominadas

“bombas”

Bomba de Na+/K+

Mantiene ↓[Na+]Interior

↑[K+]Interior

Exterior

Interior


http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/transport/atpase.swfhttp://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/inicio.htm


TRANSPORTE de MACROMOLÉCULAS

Se hace mediante deformaciones de la membrana

Puede ocurrir por:

Endocitosis(ingestión de sustancias)

Fagocitosos

Pinocitosis

Exocitosis(expulsión de sustancias)

Fagocitosis: Función principalmente alimenticia. También es un mecanismo de defensa llevado a cabo por

células especializadas llamadas “macrófagos”, por el que se eliminan microorganismos o partículas sólidas perjudiciales.


Fagocitosis: Puede estar mediada por receptores.


Fagocitosis: La formación de vesículas se debe a un sistema reticular de una proteína

filamentosa llamada clatrina que arrastra un sector de la membrana hacia el interior.


Pinocitosis:

Se endocitan pequeñas gotitas líquidas con o sin partículas sólidas.


Exocitosis:

Las vesículas se fusionan a la membrana y se abren al exterior, expulsando su contenido.


PERCEPCIÓN DE SEÑALES QUÍMICAS por la membrana:

Algunas proteínas de membrana actúan como receptores de señales externas: receptores de membrana.

Reconocen específicamente a una determinada molécula-mensaje, lo que desencadena una cascada de reacciones químicas en el interior de la célula, que producen un cambio en su actividad.


Las uniones intercelulares son modificaciones de las membranas de células que se encuentran en contacto directo en organismos pluricelulares.

Pueden clasificarse según…

Su extensión: Tipo zónula Tipo mácula

Su estructura y función: Uniones comunicantes Uniones estrechas o impermeables Uniones adherentes o desmosomas.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARES


UNIONES CELULARES según su EXTENSIÓN

TIPO ZÓNULA

Afecta a todo el contorno

celular (cinturón).

Se localiza en el polo apical

TIPO MÁCULA

Afecta a zonas puntuales de la membrana


UNIONES CELULARES según su ESTRUCTURA y FUNCIÓN

UNIONES COMUNICANTES

SINAPSIS

QUÍMICA

Uniones GAP o en

HENDIDURA

UNIONES ESTRECHAS ó

IMPERMEABLES

UNIONES ADHERENTES ó DESMOSOMAS


Eduardo Gómez 40

Adhesiones focales: Unen los filamentos de actina de las fibras de estrés a la matriz extracelular. (Integrinas)

Hemidesmosomas:Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (Integrinas)

Uniones comunicantes: Permiten el paso de iones y pequeñas moléculas hidrosolubles (Conexinas).

Desmosomas: Unen los filamentos intermedios de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).

Uniones adherentes: Unen los haces de actina de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).

Uniones oclusivas: Sella la unión entre dos células vecinas. (Claudinas).

1.5 nm

Conexina


Uniones comunicantes:Entre ellas existe un pequeño espacio intercelular.Las membranas celulares no llegan a contactar.Permiten el paso de moléculas.

Uniones comunicantes:


Uniones en hendidura o gap. Deja pasar moleculas relativamente grandes. Las células se unen mediante conexones (asociación de 6 moléculas de la proteína transmembrana conexina) que ponen en comunicación ambos citoplasmas. Ej: entre células musculares del útero.

Sinapsis químicas. Espacio entre dos neuronas, comunicado por la liberación de neurotransmisores desde una neurona a la otra.

Uniones estrechas o impermeables:


• Son uniones herméticas• Impiden el paso de cualquier molécula• Suelen ser tipo zónula• Forman una especie de cremallera formada por

proteínas tipo cadherina, cingulina y ZO ( de zona occludens)

• Las células del sistema inmunitario si pueden pasar, previo envío de una señal específica que abre el paso.

Uniones adherentes o desmosomas:


Son uniones mecánicas, hacen que las células actúen en bloque. Se localizan en tejidos sometidos a tensiones mecánicas. Las membranas vecinas se acercan pero no se fusionan. Hay proteínas transmembrana (cadherinas e integrinas) y proteínas

mediadoras de la unión entre éstas y el citoesqueleto .

Eduard

o G

óm

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Desmosoma en banda

Desmosoma puntual

Unión estrecha

Tipos de desmosomas

• Desmosomas en banda o zónulas adherentes. Es una franja continua, que conecta con filamentos de actina de citoesqueleto.

• Hemidesmosomas: Equivale a medio desmosoma. Situados entre célula y membrana basal. Contiene una placa de refuerzo conectada a microfilamentos del citoesqueleto.

• Desmosomas puntiformes. Son como remaches en puntos concretos de la membrana, generalmente debajo de los desmosomas en banda. Presentan placas desmosomasles de refuerzo que interaccionan con los filamentos intermedios del citoesqueleto.


LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARESDesmosomas puntiformes

Filamentos intermedios

Plectina

Placa

Integrina

Matriz extracelular

LA MEMBRANA PLASMÁTICA / UNIONES CELULARESHemidesmosomas

Matriz extracelular: Es un entramado de macromoléculas que sintetizan y segregan las

propias células. Presente en la mayoría de las células de animales pluricelulares. Compuesta por glucoproteínas (proteoglucanos, principalmente el ácido

hialurónico) y una red de fibras de colágeno y elastina que confieren elasticidad.

MEMBRANAS DE SECRECIÓN / GLUCOCALIX

Matriz extracelular: FUNCIONES Formar un cemento que sirve para unir las células de un mismo

tejido. Aporta consistencia, elasticidad y resistencia a los tejidos. Protección mecánica y química de las células. Reconocimiento y captación de señales químicas / reconocimiento

celular.



Importancia de la comunicación entre células

Pared celular: Forma especializada de matríz extracelular,

adosada a la parte externa de la membrana plasmática de células vegetales.

MEMBRANAS DE SECRECIÓN / PARED CELULAR

Pared celular: COMPOSICIÓN QUÍMICA Celulosa: las moléculas de celulosa se unen entre sí por medio de

enlaces de H, dando lugar a microfibrillas. Hemicelulosa: es un polisacárido que se une a la celulosa formando

puentes cruzados que unen unas microfibrillas de celulosa con otras. Pectinas: polisacáridos muy ramificados que forman un denso

entramado o matríz en la que se disponen las fibras de celulosa.


Microfibras de celulosa

Pectina

Hemicelulosa

Pared celular: ESTRUCTURA En células vegetales jóvenes la pared celular es fina y está formada

por una capa de pectina. A esta primera capa se la llama lámina media y sirve de unión entre células vecinas.

A medida que la célula crece se van depositando láminas formadas por una red de fibras de celulosa unidas por un entramado de pectinas y hemicelulosa. Se forma así la pared primaria que en general consta de tres láminas:


En la célula vegetal madura suelen aparecer además nuevas capas que forman la pared secundaria. Pueden llegar a ser hasta 20 y en ellas predominan las microfibrillas de celulosa que se ordenan paralelamente en cada capa. Cada capa se superpone a la anterior, cambiando la orientación de las microfibrillas de celulosa.


Pared celular: MODIFICACIONES

La pared celular adulta puede sufrir modificaciones en su composición química, adaptando así su funcionalidad:

o Lignificación: impregnaciones de lignina (Ej: vasos conductores).

o Suberización: impregnaciones de suberina (Ej: epidermis/corcho).

o Cutinización: depósito de cutina. (Ej: epidermis/brillo de hojas y frutos)

o Mineralización: depósito de carbonato cálcico o sílice. (Ej: células epidérmicas de hojas)


Pared celular: PLASMODESMOSAtraviesan la pared celular permitiendo el intercambio de sustancias

entre células vecinas.


Pared celular: FUNCIONES Dar forma y rigidez a la célula impidiendo su ruptura. Permanece tras la muerte celular formando un exoesqueleto que

sirve a muchas plantas como tejido de sostén, permitiéndoles alcanzar gran altura.


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