Material de apoyo para las clases de 8º básico de Ciencias Naturales, de la unidad de la Célula

1. Unidad 2: Célula
Tema: Membrana
8º básico

2. Resumen célula
• Los principales elementos son CHONPS, aunque también es posible
encontrar otros minerales como Ca, K, Na, Mg, Cl, Fe y I.
• Las biomoléculas principales son: el agua, los lípidos, las proteínas,
los carbohidratos y los ácidos nucleicos. Estos constituyen a las
estructuras de todos los seres vivos.
• Dos principales tipos: procariontes (s/ núcleo) y eucariontes (c/
núcleo).
• Las funciones en las células se asocian a estructuras en particular.
• La separación en compartimentos formados por membranas
(organelos), permite optimizar las funciones.

3. ESTRUCTURA

4. Estructura de la Membrana Celular
• El grosor de la membrana es de 7.5 a 10 nanómetros (nm).
• No es visible en el microscopio de luz.
Mitocondria
Membrana plasmática
Núcleo
Membrana plasmática

5. Componentes de la membrana
COMPOSICIÓN
MEMBRANA
CELULAR
PROTEÍNAS
60%
Integrales
Periféricas
Anclaje
LÍPIDOS
40%
Fosfolípidos
Colesterol
HIDRATOS
DE CARBONO
(Glicocálix)
Glicolípidos
Glicoproteínas

6. Fosfolípidos en agua
En agua, los fosfolípidos forman
espontáneamente una bicapa o lámina doble
muy estable.

7. Modelos de Membrana
Modelo de Danielli, Dawson y
Robertson (1953)
• Los lípidos forman una
bicapa lipídica.
• Las proteínas:
– en la superficie
– forman una estructura
continua.
• Llamado “Modelo de
sándwich”.
Modelo de Singer y Nicholson
(1972)
• Los lípidos forman una
bicapa lipídica.
• Las proteínas:
– en la superficie
– forman una estructura
discontinua, dispersa pero no
al azar.
• Llamado “Modelo de
Mosaico Fluido”

8. Modelo de
Sándwich
Modelo de
Mosaico Fluido

9. Componentes básicos de las
membranas
• Proteínas: median las
funciones de la membrana.
– Transporte
– Reacciones enzimáticas
– Comunicación
– Eslabones estructurales
entre el citoesqueleto y la
matriz extracelular
– Receptores
– Reconocimiento
• Lípidos: Constituyen
aproximadamente un 50% de
la masa de la mayoría de
membranas plasmáticas de las
células animales
• Existen 3 tipos principales de
lípidos en las membranas
celulares
– Fosfolípidos
– Colesterol
– Glucolípidos

10. Componentes bioquímicos de las membranas
FOSFOLIPIDOS
O
PO O-
O
CH2CHCH2
Grupo
Hidrofílico
(polar)
Colas
Hidrofóbicas
(no polar)
Doble enlace cis
O
PO O-
O
CH2CHCH2
Cadenas hidrocarbonadas
Saturadas rectas
Cadenas hidrocarbonadas
Insaturadas con dobles enlaces cis
Grupo de
cabeza polar

11. Principales Fosfolípidos
• Fosfatidiletanolamina
• Fosfatidilserina (-)
• Fosfatidilcolina
• Esfingomielina
La bicapa lipídiaca de la membrana plasmática es asimétrica
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Fosfatidilcolina
EsfingomielinaEspacio Extracelular
Citosol

12. Movimientos de los Fosfolípidos

13. Componentes bioquímicos de las membranas
GLICOLIPIDOS
• Lípidos que contienen oligosacáridos
• Se encuentran únicamente en la mitad exterior de la
bicapa
• Suelen constituir el 5% de las moléculas lipídicas de
la monocapa exterior.
Espacio Extracelular
Citosol

14. Componentes bioquímicos de las membranas
COLESTEROL
Cabeza polar
Estructura
rígida
del anillo
esteroide
Cola
hidrocarbonada
no polar
Posición del colesterol
en la bicapa
Cabeza polar
Región rígida
de colesterol
Región más
fluída

15. ¿De qué depende la fluidez de la
membrana?
• La fluidez de las bicapas lipídicas depende de (i) su composición lipídica y (ii) de la
temperatura
• Temperatura
• Composición lipídica: Los dobles enlaces cis de las cadenas hidrocarbonadas
insaturadas aumentan la fluidez de la bicapa fosfolipídica, al hacer que el
empaquetamiento de las cadenas sea más difícil
LíquidoViscoso
Calor
Transición de fase
Viscoso Líquido

16. ¿De qué más depende la fluidez de la
membrana?
• La presencia de colesterol disminuye la
fluidez haciendo que las cadenas de los
fosfolípidos se junten, compacten y
cristalicen (mayor rigidez).
• En situaciones de altas temperaturas,
mayor colesterol da mayor estabilidad.
• En situaciones de bajas temperaturas,
mayor colesterol da mayor fluidez.

17. Componentes bioquímicos de las membranas
PROTEINAS (I)
• La mayor parte de sus funciones están
desempeñadas por proteínas:
– Transporte
– Comunicación
– Reconocimiento
• La cantidad y el tipo de proteínas de una
membrana reflejan su función.

18. Componentes bioquímicos de las membranas
PROTEINAS (II)
• Proteínas integrales:
– Unidas a los lípidos íntimamente,
– Atraviesan la bicapa lipídica una o varias veces
(proteínas de transmembrana).
• Proteínas periféricas:
– Localizadas a un lado u otro de la bicapa lipídica.
– Unidas débilmente a los lípidos u otras proteínas
integrales por enlaces de hidrógeno

19. Componentes bioquímicos de las membranas
GLICOPROTEINAS

21. Experimento de L. Frye y M. Edidin
(1979)

22. TRANSPORTE Y UNIONES

23. Transporte
Solvente Osmosis
Soluto
Pequeño
Pasivo
Difusión simple
Difusión facilitada
Activo
Bombas uniport
Bombas antiport
Bombas simport
Grande
Endocitosis
Pinocitosis
Mediada por
receptor
Fagocitosis
Exocitosis

24. Conceptos importantes
• Concentración: cantidad de un soluto en una determinada cantidad
de solvente.
• Gadiente de concentración: Diferencia de concentraciones de
moléculas entre el interior y el exterior de la célula.
• Movimiento browniano: El movimiento que lleva a cabo una
partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido. Se caracteriza
por ser continuo y muy irregular.
• Difusión: Movimiento de moléculas a través de una membrana
selectivamente permeable a favor del gradiente de concentración.
• Osmosis: Movimiento de moléculas de agua a través de una
membrana selectivamente permeable a favor del gradiente de
concentración.

25. Difusión

27. Difusión
• La velocidad dependerá de:
1. La energía cinética (que depende de la
temperatura).
2. El gradiente de concentración.
3. El tamaño de las moléculas.
4. La solubilidad de las moléculas en la
porción hidrofóbica de la bicapa.

28. Osmosis
• Difusión de agua a través de una membrana que permite
el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría
de solutos.
• La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir
el movimiento del agua a través de una membrana semi-
permeable que separa dos soluciones de diferentes
concentraciones.
• Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del número
de partículas).
• No depende de la masa ni la carga de las moléculas.

29. Movimiento de moléculas y el medio
ambiente:
• Soluto: Molécula que se
disuelve en una solución.
• Solvente: Sustancia capaz
de disolver las moléculas
de soluto (generalmente
agua).
• Medio hipertónico: Mayor
cantidad de moléculas de soluto
fuera de la célula que dentro.
• Medio hipotónico: Menor
cantidad de moléculas de soluto
fuera de la célula que dentro.
• Medio isotónico: igual cantidad
de moléculas de soluto fuera y
dentro de la célula

30. Osmosis y membrana celular
CrenaciónHemólisis
PlasmolisisTurgencia (normal)
Célula
Animal
Célula
Vegetal

31. Transporte Pasivo

32. Transporte Activo

33. Tipos de Transporte Activo
Uniport
Simport
Antiport

34. Transporte mediado por vesículas
• Transporte de grandes partículas o sustancias.
• La célula forman vesículas membranosas
donde se engloban productos de ingestión o
desecho.
• Existen dos tipos:
– Endocitosis
– Exocitosis

35. Endocitosis - Pinocitosis

36. Endocitosis – Mediada por receptor

37. Endocitosis - Fagocitosis

38. Exocitosis

39. Uniones celulares
Uniones
Anclaje o Desmosomas
Herméticas (Estrechas u
ocluyentes)
En hendidura o
comunicante
Plasmodesmos
(vegetales)
Permiten la
formación de
los tejidos.

40. Desmosomas
• Permiten unir dos
células.
• Proteína: cadherina
• Se une con filamentos
intermedios.
Si la unión es con la MEC:
hemidesmosoma
(integrinas)

41. Herméticas
• Sellan el espacio entre
células.
• Proteína: ocludina y
claudinas.

42. En hendidura (gap)
• Comunicación entre los
citoplasmas.
• Proteína: conexina
– 6 conexinas = 1 conexón
– 2 conexones = 1 gap

43. Plasmodesmos
• Desmotúbulo:
prolongación del
rétículo
endoplasmático.
• Conexión membranosa.