funciones de la membrana celular...renovación de la membrana celular regulada (inducida): solo en...
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FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
Células
Receptores
Intercambio de sustancias
Intercambio de información
Emisoras Receptoras
De superficie Intracelulares
Permeabilidad A través de la fase lipídica A través de la fase protéica
Citosis Exocitosis Endocitosis Transcitosis
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célula señalizadora
célula señalizadora
célula receptora
célula receptora
molécula señal
receptor
receptor
molécula señal
Señalización mediante moléculas segregadas
Señalización mediante moléculas unidas a la membrana celular
INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN
Células emisoras
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Receptores de la superficie celular
Receptores intracelulares
membrana plasmática receptor de
superficie
molécula hidrofílica de señalización molécula
hidrofóbica de señalización
receptor intracelular
núcleo
proteína transportadora
INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN
Células receptoras
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Tipos de células emisoras
TRANSMISION SINAPTICA
neurotrasmisor célula diana axón
neurona
cuerpo celular
ENDOCRINAS célula endocrina
hormona célula diana
célula diana
corriente sanguínea
Una única célula señalizadora recibe una señal autocrina
débil
Un grupo de células señalizadoras idénticas reciben una fuerte señal
autocrina
AUTOCRINAS
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Las señales extracelulares pueden actuar de manera rápida o lenta
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Receptores de superficie Receptores ligados a canales de iones
iones membrana plasmática molécula señal
Los canales iónicos regulados por transmisores o receptores ionotrópicos son importantes en la señalización sináptica entre células excitables eléctricamente
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Actúan directamente como enzimas Se asocian a enzimas a los que activan
Receptores de superficie Receptores ligados a enzimas
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molécula señal
proteínas G activadas
receptor inactivo
enzima inactivo
receptor y proteína G activados
enzima activado proteína G
inactiva
Receptores de superficie Receptores ligados a proteínas G
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Receptores intracelulares Unión a un enzima citoplásmico
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Receptor nuclear activado por unión al ligando
Receptores intracelulares
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Complejidad del intercambio de información
Una molécula señal puede activar una determinada ruta de señalización que conduce a proteínas efectoras diversas, modificando así el comportamiento celular
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En una determinada ruta de señalización pueden intervenir tipos muy distintos de proteínas, desde el receptor a la molécula efectora activada
Complejidad del intercambio de información
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Complejidad del intercambio de información
Las moléculas señal actúan de forma combinada y regulan el comportamiento de la célula
MORIR célula en apoptosis
DIFERENCIARSE
DIVIDIRSE
SOBREVIVIR B
A
C
A
B
C D
A
E
B
C
F G
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INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS
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Transporte a través de la fase lipídica
MOLECULAS HIDROFOBICAS
MOLECULAS PEQUEÑAS POLARES
NO CARGADAS
MOLECULAS GRANDES POLARES
NO CARGADAS
IONES
O2 CO2 N2 benceno
H2O urea glicerol
glucosa sacarosa
H+, Na+ HCO3-, K+ Ca++, Cl- Mg++
bicapa lipídica
sintética
INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS
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Transporte a través de la fase proteica
Dos tipos de proteínas de transporte: 1) Transportadores (permeasas, carriers): se unen al soluto, cambian su conformación y lo transfieren a través de la membrana
Las membranas de la célula también son permeables a diversas moléculas polares que atraviesan con gran lentitud las bicapas lipídicas (iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos). Lo hacen a través de unas proteínas de membrana llamadas en general proteínas de transporte. Son muy diversas y específicas para una clase particular de moléculas. Alteraciones en alguna de estas moléculas producen enfermedades importantes (p.ej. cistinuria). Todas las que se conocen son proteínas transmembrana multipaso
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2) Proteínas canal: forman poros hidrofílicos y no necesitan unirse al soluto (o solo muy débilmente)
El transporte a través de los canales se produce a una velocidad mucho mayor que a través de los transportadores Aunque el agua puede difundir a través de las bicapas lipídicas, todas las células tienen proteínas canal específicas (canales de agua o acuaporinas) que aumentan la permeabilidad de las membranas al agua
Transporte a través de la fase proteica
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• Se realiza sin consumo de energía, en todos los canales y muchos transportadores (difusión facilitada)
• Si la molécula transportada carece de carga, el transporte pasivo solo depende de la diferencia de concentración a los dos lados de la membrana (gradiente de concentración)
Transporte a través de la membrana
Transporte pasivo
• Si el soluto tiene carga neta, en su transporte influye tanto el gradiente de concentración como el gradiente eléctrico a través de la membrana.
• El gradiente de concentración y el gradiente eléctrico se combinan generando la fuerza neta de la dirección del flujo para cada soluto cargado: gradiente electroquímico.
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•Los transportadores tienen especificidad por el soluto, en mayor o menor grado •Presenta una cinética de saturación
Transporte a través de la membrana
Transporte pasivo (difusión facilitada)
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Transporte a través de la membrana
Transporte activo • Requiere aporte de energía para bombear ciertos solutos en contra de
su gradiente electroquímico • Los transportadores que lo realizan con consumo de ATP suelen
llamarse bombas
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Ión co-transportado
molécula transportada
UNIPORTE SIMPORTE ANTIPORTE
transporte acoplado
Sistemas de transporte a través de la fase proteica: •Uniporte •Cotransporte
Simporte Uniporte
Transporte a través de la membrana
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Exocitosis Endocitosis
lisosoma
endosoma tardío
endosoma temprano
envoltura nuclear
retículo endoplásmico
cisternas
aparato de Golgi
membrana plasmática
vesícula de secreción
CITOPLASMA
CITOSIS
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CITOSIS Exocitosis Constitutiva: de forma continua En todas las células eucarióticas existe un flujo continuo de vesículas que parten del aparato de Golgi y se dirigen hacia la membrana celular Función: secreción de productos al exterior
renovación de la membrana celular
Regulada (inducida): solo en respuesta a una señal
Solo se produce en células especializadas para la secreción Las células secretoras producen grandes cantidades de una sustancia particular que son almacenadas en vesículas de secreción Estas se forman en el aparato de Golgi y se acumulan cerca de la membrana Cuando la célula recibe un estímulo externo, las vesículas se fusionan con la membrana celular y vierten su contenido al exterior
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SECRECION REGULADA
SECRECION CONSTITUTIVA
señal red trans-Golgi
aparato de Golgi
proteína soluble
fusión no regulada de membranas
fusión regulada de membranas
proteína nuevamente sintetizada
membrana nuevamente sintetizada
ESPACIO EXTRACELULAR CITOPLASMA
ruta de señalización intracelular
Proceso de exocitosis
Retículo endoplásmico Aparato de Golgi Membrana
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Fagocitosis (comer): vesículas grandes (> 250 nm) (visibles al MO)
Endocitosis: incorporación de partículas por vesiculación
Pinocitosis (beber): vesículas pequeñas (~ 150 nm) (visibles solo al ME) Es un proceso constitutivo
En unicelulares tiene significado alimenticio. En pluricelulares, más bien defensivo Las células especializadas se llaman fagocitos (macrófagos y micrófagos) Los productos a ingerir son reconocidos por receptores en la membrana del macrófago Implica un recambio importante de la membrana plasmática (debe haber un equilibrio entre pérdida y renovación de la membrana) Es un proceso regulado
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dinamina
clatrina
vesícula cubierta
vesícula de transporte
sin cubierta
adaptina proteínas de cargamento
receptor de proteínas de cargamento
adaptina
ENSAMBLAJE DE LA CUBIERTA Y SELECCIÓN DEL CARGAMENTO
FORMACION DE LA DEPRESION
FORMACION DE LA VESICULA
PERDIDA DE LA CUBIERTA
Endocitosis mediada por receptor
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LDL receptores de LDL membrana plasmática
endosoma de reciclaje
FORMACIÓN DE VESICULAS DE TRANSPORTE
RECUPERACION DE RECEPTORES
DE LDL
FUSION CON ENDOSOMAS
PERDIDA DE LA CUBIERTA
ENDOCITOSIS
lisosoma
colesterol libre
enzimas hidrolíticos
vesícula cubierta
depresión cubierta
endosoma temprano
monocapa de fosfolípidos
molécula de colesterol
ésteres de colesterol protrusión de
la proteína
Endocitosis mediada por receptor
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receptor de LDL
sitio de unión a LDL LDL clatrina
ESPACIO EXTRACELULAR
CITOPLASMA
vesícula cubierta de clatrina sitio de unión a la cubierta
membrana plasmática
receptor LDL al que le falta el sitio de unión a la cubierta
adaptina
Endocitosis mediada por receptor
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CITOSIS: transcitosis
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