c2_membranas.pdf

1IES Pando - Oviedo Departamento de Biologa y Geologa

J. L. Snchez Guilln

2Muchas estructuras de la clula

estn constituidas por

membranas. Las membranas

biolgicas establecen fronteras

que permiten no slo separar

sino tambin poner en

comunicacin diferentes

compartimientos en el interior de

la clula y a la propia clula con

el exterior.

en

m

mpEjemplos de membranas

biolgicas o de estructuras

constituidas por membranas: en =

envoltura nuclear; m = mitocondria;

mp = membrana plasmtica

Clula eucariota animal vista

con el microscopio

electrnico.

(20 000 X)

3Estructuras membranosas de la

clula.

5ESTRUCTURA DE UNA MEMBRANA BIOLGICA

doble capa de fosfolpidos

protenas

Protenas extrnsecas

Protenas intrnsecas

Caractersticas de las membranas

Asimetra

Fluidez

es.youtube.com/watch?v=Qqsf_UJcfBc&feature=related

Estructura en mosaico fluido

61) Protena integral transmembranar; 2) protena perifrica de la cara externa; 3) protena

perifrica de la cara interna; 4) doble capa de lpidos.

Esquema de la estructura de una membrana biolgica.

4

7Representacin

tridimensional de

una bicapa lipdica

Zona polar de

los lpidos

Zona apolar

Molculas de

agua

bicapa

8Doble capa

lipdica

protena

Membrana biolgica

9Doble capa

lipdica

protenaMembrana biolgica

Medio acuoso

10

Doble capa

lipdica

protenaMembrana biolgica

11

Las membranas

biolgicas estn

formadas

fundamentalmente

por una doble capa

lipdica.

Fosfolpidos

12

La parte polar

(h) del lpido

anfiptico se

dispone hacia

el medio

acuoso y la

apolar (l) hacia

el interior de la

membrana

13

ORGNULOS Y OTRAS ESTRUCTURAS FORMADOS POR

MEMBRANAS UNITARIAS

Membrana plasmtica

Retculo endoplasmtico granular y liso

Aparato de Golgi

Lisosomas

Peroxisomas

Mitocondrias

Plastos

Vacuolas

Envoltura nuclear

14

Membrana

plasmtica

15

El retculo endoplasmtico es un complejo sistema de membranas en el

interior de la clula.

retculo

16

aparato de Golgi

17

Detalle del interior de la clula visto con el microscopio electrnico en el que se

observan diferentes estructuras constitudas por membranas: mitocondria y

retculo endoplasmtico con ribosomas (REG).

mitocondria

REG

cresta

18

LA MEMBRANA PLASMTICA

Es una fina membrana (100 ) que limita y relaciona el

interior de la clula, el protoplasma, con el exterior.

Como toda membrana biolgica est constituida sobre

todo por lpidos y protenas. En la membrana plasmtica

encontramos muchas protenas diferentes, hasta 50

clases. Tambin hay oligosacridos asociados a las

protenas y a los lpidos formando el glicoclix.

19

La membrana

plasmtica

aparece, con

grandes aumentos

del microscopio

electrnico, como

una doble capa

oscura (parte

hidrfila de la

membrana) y una

intermedia clara

(parte lipfila) de

unos 100 de

grosor en total.

20

Esquema de la estructura de la membrana plasmtica

1) Doble capa lipdica; 2) protena integral transmembranar; 3) protena perifrica; 4)oligosacridos del glicoclix.

La diferencia principal entre la membrana plasmtica y las membranas del citoplasma seencuentra en que en la cara externa de la membrana plasmtica hay una estructura fibrosaformada por oligosacridos ramificados llamada glicoclix. Esta estructura no la encontramosen el resto de los orgnulos membranosos de la clula.

2

3

3

1

44

2

21

Estructura de la membrana plasmtica

1) Lpidos: Entre los que destacan las fosfoglicridos, aunque tambin puede haber colesterol.

2) Protenas. Molculas, formadas por la unin de aminocidos mediante enlaces peptdicos. 3)

Oligosacridos: Formados por la unin de un pequeo nmero de monosacridos. Los

oligosacridos de la membrana se encuentran slo en la cara externa y son ramificados.

22

La membrana plasmtica tiene, adosados en su interior, microtbulos y microfilamentos del

citoesqueleto.

1) Bicapa lipdica; 2) glicoclix; 3) protena integral; 4) oligosacrido del glicoclix; 5)

microtbulos; 6) microfilamentos.

23

bicapa lipdica

Oligosacridos

(glicoclix)

Protenas

Esquema de la membrana plasmtica

24

Membrana plasmtica: 1) protenas, 2) lpidos y 3) glcidos (oligosacridos).


25

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMTICA

INTERCAMBIOS. A travs de la membrana plasmtica se realizan los intercambios entre la clula y el exterior. La membrana es,

bsicamente, una barrera selectiva (permeabilidad selectiva).

RECEPTORA. Muchas hormonas regulan la actividad de la clula fijndose en determinados puntos de protenas receptoras

especficas. De esta manera activan o inhiben procesos

metablicos.

RECONOCIMIENTO. Se debe a las glicoprotenas de la cara externa de la membrana. Las clulas del sistema inmune

reconocen lo propio a travs de ellas.

26

La membrana plasmtica celular contiene oligosacridos y otros

componentes con diferentes funciones

Oligosacridos

27IES Pando - Oviedo Departamento de Biologa y Geologa

J. L. Snchez Guilln

28

Al echar un cristal de sal o de azcar en agua, este se disuelve. Sus iones o sus

molculas separan y se distribuyen uniformemente entre las molculas de agua

formndose una disolucin. En toda disolucin distinguiremos dos partes: el

soluto y el disolvente.

disolvente soluto

29

En los medios biolgicos (la savia, la sangre, la linfa, el lquido intracelular y el

extracelular) el disolvente es el agua y los solutos son una mezcla compleja de

biomolculas (orgnicas e inorgnicas).

Ramitas de elodea Clulas de elodea

30

Las molculas de un soluto se comportan como las de un gas, se difunden

libremente por toda la disolucin.

31

Al difundirse se alcanzar un equilibrio en toda la disolucin y dos volmenes

idnticos cualesquiera de la disolucin tendrn la misma concentracin de

solutos.

32

TRANSPORTE A TRAVS DE MEMBRANAS

Clases de membranas:

Permeable

Semipermeable

Impermeable

permeable: pasa todo impermeable: no pasa nada semipermeable: Pasa slo el

disolvente (agua).

33

Las molculas de un soluto al comportarse como las de un gas, se difunden

libremente por toda la disolucin y pueden atravesar membranas, si estas tienen poros

lo suficientemente grandes, llegndose a un equilibrio cuando se igualan las

concentraciones a ambos lados de esta.

34

Difusin a travs de una membrana permeable

35

Difusin a travs de una membrana permeable

36

Determinadas membranas, en funcin del tamao de sus poros, ofrecen lmites a

la libre difusin. Esta limitacin es responsable de los procesos de smosis.

37

SMOSIS

Si a ambos lados de una membrana semipermeable se ponen dos disoluciones

de concentracin diferente el agua pasa desde la ms diluida a la ms

concentrada. Este proceso se denomina smosis y la presin necesaria para

contrarrestar el paso del agua se llama presin osmtica.

La smosis se debe a que la membrana semipermeable impide el paso del

soluto pero s puede pasar el disolvente, el agua en los medios biolgicos. Si se

trata de un compartimiento cerrado, este aumento de la cantidad de disolvente a

un lado de la membrana semipermeable es el responsable de la presin

osmtica.

Hipertnico: El medio ms concentrado en solutos.

Hipotnico: El medio menos concentrado en solutos.

Isotnicos: si ambos tienen la misma concentracin.

38

isotnicahipotnica hipertnica

disolucin

A B C

39

hipertnica hipotnica

membrana semipermeable

Comportamiento de dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable.

Presin osmtica

Para explicar este fenmeno plantearemos el siguiente experimento terico...

40

hipertnica hipotnica

membrana semipermeable

Comportamiento de dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable.

Presin osmtica

Para explicar este fenmeno plantearemos el siguiente experimento terico...

41

smosisMedio hipertnico Medio hipotnico

42


43


44

El osmmetro

Membrana

semipermeable

Disolucin

escala

Medida de la

presin

osmtica, el

osmmetro.

45

Osmmetro en un

medio hipotnico

Disolucin

diluda

Disolucin

concentrada

46

COMPORTAMIENTO DE LAS CLULAS EN MEDIOS SALINOS

La membrana de la clula, membrana plasmtica, se comporta como una

membrana semipermeable.

En un medio hipertnico el interior de la clula perder agua y se

producir una plasmolisis.

En un medio hipotnico entrar agua en el interior de la clula y esta

se hinchar: turgencia o turgescencia.

En un medio isotnico entrar tanta agua como saldr.

Veamos a continuacin el comportamiento de los glbulos rojos y

de una clula vegetal en diferentes medios.

47

HipertnicoHipotnicoIsotnico

Normal Turgescencia Plasmolisis

Comportamiento de los glbulos rojos de la sangre en diferentes medios

48

A

COMPORTAMIENTO DE LAS CLULAS VEGETALES EN MEDIOS SALINOS

Comportamiento de una clula vegetal en diferentes medios: a) isotnico, normal; b)

hipotnico y c) hipertnico.

a

b

c

49

Plasmolisis en clulas de una hoja de elodea

50

COMPORTAMIENTO

DE LAS CLULAS EN

MEDIOS SALINOS

Turgescencia (1) y

plasmolisis (2) de

una clula vegetal

en diferentes medios

salinos

1

2

51

Imaginemos que tenemos dos disoluciones separadas por una membrana

semipermeable. A un lado, medio hipertnico, hay 6 rojas y 6 azules; al otro,

medio hipotnico, hay 12 azules. Los molculas rojas, mayores, no pueden

atravesar la membrana, las azules, menores, s.

smosis : Explicacin de los fenmenos de turgescencia y plasmolisis.

52

Las molculas se mueven libremente, por lo que algunas molculas azules

pasarn la membrana. Ahora bien, a un lado hay el doble de molculas azules

que al otro, por lo que habr ms probabilidades de que pasen del lado derecho

al izquierdo que del lado izquierdo al derecho.


53

Cuando se iguale la cantidad de molculas azules a ambos lados de la

membrana habr las mismas posibilidades de que pasen en ambos sentidos y

se llegar a un equilibrio. En ese momento habr ms molculas (8 azules + 6

rojas) y por lo tanto mayor presin en el lado izquierdo que en el derecho (8

azules).


54

Tipos de

transporte


molecular

Pasivo simple

Pasivo facilitado

Activo

citoqumico

Endocitosis

Exocitosis

Fagocitosis

Pinocitosis

Secrecin

Excrecin

55

TRANSPORTE MOLECULAR

Pasivo simple:

sin gasto de energa

a favor del gradiente osmtico

puede ser a travs de la membrana o mediante protenas canal

molculas lipdicas, molculas apolares (O2 y N2) y pequeas

molculas polares (agua, etanol) e iones.Puede ser:

A travs de la doble capa lipdica (apolares)

A travs de canales proticos (iones)

Pasivo facilitado:

sin gasto de energa

a favor del gradiente osmtico

precisa de transportadores (protenas) llamados permeasas

pequeas molculas polares (aminocidos, glucosa)

Activo: gasto de energa (ATP) en contra del gradiente osmtico necesita trasportadores

56

Los lpidos, el CO2 y las pequeas molculas no polares pueden atravesar la membrana en ambos sentidos sin gasto de energa por transporte pasivo simple(difusin).

Video de youtube

57

Medio ms concentrado

Medio menos concentrado

Transporte pasivo simple a travs de un canal: Los iones atraviesan la membrana a favor de gradiente a travs de protenas que actan de canales.

58

Paso por difusin facilitada de una molcula polar como la glucosa. La permeasa,

mediante un cambio de conformacin, capta glucosa en el medio ms concentrado y la

desplaza al menos concentrado sin gasto de energa.

Protena

transportadora

Medio ms

concentrado

59

Transporte activo.

E= energa

Protena

transportadora

E

Medio ms

concentrado

Video de youtube

60

Energa

Medio menos concentrado

Medio ms concentrado

Transporte activo.

61

Transporte activo. Bomba de

iones. (E= energa)

E

Medio ms

concentrado

62

Diferentes sistemas de transporte a travs de las membranas biolgicas:

Gradiente de

concentracin

Gasto de

energa

Precisa de

trasportadores

Molculas trasportadas

Transporte

pasivo simple o

difusinA favor NO NO

lpidos, CO2 y las

pequeas molculas no

polares

Transporte

pasivo

facilitado por

protenas canal

A favor NO S

Iones

Transporte

pasivo

facilitado por

navetas

A favor NO S

Pequeas molculas

polares (aminocidos,

glucosa).

Transporte

activo En contra S S

Cualquiera

63

1 2 3 4

Molcula que atraviesa la membrana

Molcula que atraviesa la membrana

Membrana

plasmtica

Canal proteico

energa

Transportador proteico

Diferentes sistemas de transporte a travs de las membranas biolgicas:

1) Transporte pasivo simple o difusin, la molcula atraviesa la membrana a favor del gradiente de

concentracin atravesando la doble capa lipdica. Ej: lpidos, CO2 y las pequeas molculas no polares

2) Transporte pasivo simple o difusin a travs de un canal: Se realiza mediante las denominadas

protenas de canal. As entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-.

3) Transporte pasivo facilitado por permeasas. Es tambin un transporte a favor del gradiente de

concentracin. La diferencia con el anterior est en que se necesitan protenas transportadoras, las

permeasas, para que la molcula atraviese la membrana. Pasan as molculas polares como los

monosacridos y algunos aminocidos.

4) Transporte activo. El transporte va en contra del gradiente de concentracin y con gasto de energa.

64

TRANSPORTE CITOQUMICO

Transporte en de grandes molculas o de partculas.

ENDOCITOSIS: entrada de partculas.

Fagocitosis

Pinocitosis

EXOCITOSIS: salida. Secrecin Excrecin

65

Transporte citoqumico:

fagocitosis.

66

Las amebas se alimentan

mediante fagocitosis

67

Transporte

citoqumico:

exocitosis

http://es.youtube.com/watch?v=4gLtk8Yc1Zc&feature=related

68

Tipos de

transporte

molecular

Pasivo simple

Pasivo facilitado

Activo

citoqumico

Endocitosis

Exocitosis

Fagocitosis

Pinocitosis

Secrecin

Excrecin

69

VIDEOS DE YOUTUBE

1. Video sobre la estructura en mosaico fluido de la membrana

plasmtica (ingls)

http://es.youtube.com/watch?v=Qqsf_UJcfBc&feature=related

2. Video: Transporte pasivo (ingls)

http://es.youtube.com/watch?v=s0p1ztrbXPY&feature=related

3. Video: Transporte activo (ingls)

http://es.youtube.com/watch?v=STzOiRqzzL4&feature=related

4. Video: exocitosis y endocitosis (ingls)

http://es.youtube.com/watch?v=4gLtk8Yc1Zc&feature=related

70

Enlaces de inters:

http://www.blc.arizona.edu/courses/181summer/06.html : Membranas y

transporte. Universidad de Arizona.

Otros recursos:

Ver las animaciones de Mac Graw

Animaciones de smosis del lpiz y de youtube

http://es.youtube.com/watch?v=7WX8zz_RlnE

http://es.youtube.com/watch?v=VUnvwrx8Wq4&feature=related

http://es.youtube.com/watch?v=GOxouJUtEhE&feature=related

http://es.youtube.com/watch?v=K3wG337xmQc&feature=related

c2_membranas.pdf

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