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Membrana biológica parte i y ii

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USMP FMH BIOLOGIA

  • FELICITACIONES MUY INTERESANTE PUBLICACION AHORA TOCA QUE NOSOSTROS AMPLIEMOS MAS EL CONOCIMIENTO SOBRE EL TEMA POR EJEMPLO LA IMPORTANCIA FUCION Y DEFINICION DE LOS LIGANDOS EN LA ECONOMIA CELULAR
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Membrana biológica parte i y ii

  1. 1. Membrana BiológicaClase I<br />Tamara Jorquiera Johnson, MC<br />Biología Celular y Molecular<br />USMP - Medicina<br />
  2. 2. MembranaBiológica<br />Composición y Estructura<br />Funciones de Membrana<br />Transporte de Membrana<br />Pasivo<br />Activo<br />MoléculasGrandes<br />
  3. 3. Membrana Celular<br />Esencial para la vida celular<br />Encierra a la célula<br />Define sus límites<br />Mantiene diferencias fundamentales entre citosol y ambiente extracelular<br />Entre citosol y ambiente interior de organelas membranosas.<br />
  4. 4. Además …<br />Tiene proteínas que actúan como sensores para señales externas, permitiendo a la célulacambiarsucomportamiento en respuesta a avisos “señales” del medioambiente.<br />Estosreceptorestransmiten señales, no moléculas, a través de la membrana.<br />
  5. 5. Composición yEstructura<br />
  6. 6. Membrana Biológica<br />Diferentesfunciones<br />Estructura General Común:<br />Capamuydelgada de Lipidos y Proteínas .<br />Unidospor enlaces no covalentes.<br />EstructuraDinámica.<br />Capacontínuadoble de lípidos.<br />Tieneaprox. 5nm de ancho.<br />
  7. 7. Membrana Celular<br />Extracelular<br />Intracelular<br />Funciones<br />Alberts et al, Molecular Biology of the Cell, Third edition, Garland Publishing, N.Y. 1994. Figure 10-1, page 477.<br />
  8. 8. Lípidos: Triglicérido<br />3 ácidos grasos<br />Glicerol<br />
  9. 9. Lípidos Saturados<br />Enlaces simples<br />
  10. 10. Lípidos insaturados<br />
  11. 11. Fosfolípido<br />
  12. 12. Fosfolípido<br />
  13. 13. Bicapa Lipídica<br />Fosfolípidos<br />Cabeza HIDROFÍLICA<br />Cola HIDROFÓBICA<br />
  14. 14. Fosfolípidos<br />Hidrofílica<br />Tiene Carga polar<br />Hidrofóbica<br />No tiene carga, neutra<br />Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993, p 155<br />
  15. 15. Fosfolípido<br />Oxígeno<br />Hidrógeno<br />Carbón<br />Fósforo<br />Nitrógeno<br />
  16. 16.
  17. 17. Energéticamente Favorable<br />
  18. 18. Esfera <br />No hay partes hidrofóbicas libres o en contacto con agua.<br />
  19. 19. Bicapa Lipídica<br />H2O<br />H2O<br />
  20. 20. Flip Flop<br />Lateral<br />107 / seg<br />1 / mes<br />Movimiento de Fosfolípidos<br />
  21. 21.
  22. 22. Bicapa Lipidica<br />Estructura fluida básica.<br />Semipermeable.<br />Barrera casi impermeable a moléculas hidrosolubles.<br />
  23. 23. Semipermeable<br />HIDROFÓBICA<br />
  24. 24. Semipermeable<br />
  25. 25. Semipermeable<br />
  26. 26. Semipermeable<br />Pequeñas<br />
  27. 27. Semipermeable<br />
  28. 28. Semipermeable<br />H20<br />Con carga<br />Grandes<br />
  29. 29. Semipermeable<br />Ayuda<br />Proteína Transportadora<br />
  30. 30. Semipermeable<br />
  31. 31. Colesterol<br />Polar region<br />Non polar <br />hydrocarbon<br />tail<br />Orientación en la membrana<br />Alberts et al. Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, N.Y., 1994, Third Edition, Figure 10-8.<br />
  32. 32. Colesterol<br />Papel en fluidez de membrana<br />Alberts et al. Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, N.Y., 1994, Third Edition, Figure 10-9; or Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993<br />
  33. 33. Colesterol en la Membrana<br />
  34. 34. Proteínas de Membrana<br />Mediadores de casi todas las otras funciones.<br />Transporte de moléculas.<br />Catalisis de reaciones asociadas a la membrana.<br />SINTESIS ATP (ATP sintetasa)<br />Eslabón estructural que une citoesqueleto a través de la membrana, a la matriz extracelular o a otra célula.<br />Receptores de señales.<br />30% del genoma celular codifica Proteinas de membrana<br />
  35. 35. Proteínas en la Membrana<br />
  36. 36. Proteinas de Membrana<br />Wolfe S.L., Molecular and Cellular Biology, Wadsworth Publishing Company, 1993<br />
  37. 37. Bacteriorhodopsin<br />
  38. 38. Proteínas Integrales<br />Orientación única<br />α helice multiple<br />Barril ß<br />α helice única<br />Asimetría<br />
  39. 39. Proteínas Periféricas <br />Unión covalente c/ cadena lipídica<br />Unión con oligosacáridos<br />1 α-hélice en monocapa citosólica<br />
  40. 40. Proteínas Periféricas<br />exoplásmica<br />Interacciones no covalentes con otras proteínas de membrana<br />citosólica<br />
  41. 41. Ambiente Reductor<br />ASIMETRÍA<br /><ul><li>Orientación específica de Pr
  42. 42. Glucolípidos sólo en hojuela exoplásmica
  43. 43. Composición lipídica diferente.</li></li></ul><li>Modelo de Mosaico Fluído<br />Glúcido<br />CARA EXOPLÁSMICA<br />Proteína<br />CARA CITOSÓLICA<br />http://www.biosci.uga.edu/almanac/bio_103/notes/may_15.html. <br />
  44. 44.
  45. 45. Funciones de la Membrana Celular<br />
  46. 46. Funciones de la Membrana Celular<br />Transporte<br />Actividad Enzimatica<br />Traducción de Señales<br />Reconocimiento Célula-Célula<br />Uniones Intercelulares<br />Adhesión a citoesqueleto y MEC<br />
  47. 47. Funciones de la Membrana Celular<br />Transporte<br />ActividadEnzimatica<br />Traducciónde Señales<br />Reconocimiento Célula-Célula<br />UnionesIntercelulares<br />Adhesióna citoesqueleto y a MEC<br />1<br />4<br />2<br />5<br />3<br />6<br />
  48. 48. Transporte<br />Ingreso de nutrientes<br />Salida de detritos<br />Impedir ingreso de sustancias indeseables<br />Impedir pérdida de metabolitos necesarios<br />Mantener composición<br />Iónica<br />pH<br />Presión osmótica.<br />
  49. 49. Actividad Enzimatica<br />H+<br />Energía representada por la acumulación de H+ en el espacio intermembrana<br />
  50. 50. Traducción de Señales<br />
  51. 51. Traducción de Señales<br />
  52. 52. Traducción de Señales<br />
  53. 53. Traducción de Señales<br />Activación de enzimas<br />Cambio de citoesqueleto<br />Activación de genes específicos<br />
  54. 54. Traducción de Señales<br />
  55. 55. Reconocimiento Célula-Célula<br />ReconocerunaCel. vecina de otra<br /><ul><li>Grupos ABO
  56. 56. Separación de célulasembrionarias en Tj y órganos.
  57. 57. Rechazo de células extrañas por sistema inmune.</li></li></ul><li>Uniones Intercelulares<br />CAM: Molecs de Adh Cel.<br />Cadherinas<br />Selectinas<br />Mucinas<br />Inmunoglobulinas<br />Integrinas<br />1 a 4 Adh C-C<br />5 Adh a MEC<br />Dependen de Ca+<br />
  58. 58. Uniones<br />Estrecha (b)<br />C. epiteliales intestinales<br />Hendidura (c)<br />Intercambio de molecs pequeñas<br />Sinapsis eléctrica<br />Intercelular<br />Entre C y matriz<br />Estructurales <br />con cadherinas e integrinas<br />
  59. 59. Uniones Estrechas<br />
  60. 60. Uniones tipo Hendidura<br />
  61. 61. Adhesión a Citoesqueleto y MEC<br />
  62. 62. Transporte de Membrana<br />
  63. 63. Pasaje de moléculas a través de la membrana<br />
  64. 64.
  65. 65.
  66. 66.
  67. 67.
  68. 68. Osmosis<br />Movimiento de Agua (solvente).<br />De Mayor concentración de soluto a menor concentración de soluto.<br />Presión Osmótica. <br />Presión necesaria para prevenir el movimiento de agua.<br />
  69. 69. Osmosis<br />PO<br />Solvente<br />Agua<br />Soluto<br />Igual (soluto) o Presión Osmómotica<br />
  70. 70.
  71. 71. Difusión Simple<br />Moléculas pequeñas.<br />Moléculas liposolubles.<br />Lento.<br />De mayor a menor concentración.<br />Hasta EQUILIBRIO.<br />
  72. 72. Difusión Simple<br />
  73. 73. Difusión Simple<br />No consume energía metabólica<br />Velocidad de Difusión es proporcional a su gradiente de concentración y a su grado de hidrofobicidad<br />Pocas moléculas lo hacen<br />No intervienen proteínas<br />No es selectivo.<br />
  74. 74. Molécula Liposoluble<br />O2, CO2, N2, BENCENO<br />
  75. 75. Difusión<br />
  76. 76. K<br />K<br />Na<br />Na<br />
  77. 77.
  78. 78. Difusión Facilitada<br />Muy Grandes.<br />Muy insolubles en LIPIDOS.<br />Usa Proteinas.<br />De Mayor a Menor Concentración.<br />No usa energía de ATP<br />Es Selectivo<br />
  79. 79. Dos tipos de Proteinas Transportadoras<br />CARRIER<br />CANAL<br /> Cambio de Forma Canal hidrofilico<br />
  80. 80. Diferencias<br />
  81. 81. Difusión Facilitada<br />
  82. 82.
  83. 83. Proteína Canal - Tipos<br />Canal iónico<br />Depende de gradiente iónico<br />Aquaporinas<br />Porinas<br />
  84. 84. Canal Iónico<br />Transporte MUY rápido<br />Más de 1 millón de iones por segundo pueden pasar (107 – 108 / seg).<br />Aprox, 1000 veces + rápido que un carrier.<br />Altamente selectivos<br />Carga y tamaño específicos.<br />No siempre abiertos, necesitan un estímulo<br />NO USA ATP<br />
  85. 85. Canal de Potasio (K+) Bacteriano<br />4 subunidades transmembrana<br />Cada subunidad con dos α-hélice.<br />Froman un poro central, más abierto en cara exoplásmica.<br />Cara citosólica. Cargas (-)<br />Atrae cationes, repele aniones.<br />
  86. 86. Canal iónico – Altamente selectivo<br />Atrae cationes<br />
  87. 87. Canal iónico – Altamente selectivo<br />Na muy pequeño<br />C<br />Oxígenos de grupo carbonilo<br />No interaciona<br />
  88. 88. Canal Iónico - Regulación<br />
  89. 89. Canal Iónico - REGULACIÓN<br />Se abren al recibir una señal:<br />Regulados por Ligando: <br />Se abren en respuesta a la unión con neurotransmisores u otras moléculas señal.<br />Regulados por Voltaje:<br />Se abren en respuesta a variaciones en el potencial eléctrico a través de la membrana celular.<br />
  90. 90. Regulación de canal Iónico<br />Extensión citoplasmática unida a citoesqueleto<br />
  91. 91. Transporte<br />
  92. 92. Proteína Carrier<br />
  93. 93. Glucosa<br />Unión<br />Estímulo<br />Cambio de Forma<br />Proteina Transportadora<br />Carrier<br />Glucosa 6 Fosfato<br />
  94. 94.
  95. 95.
  96. 96.
  97. 97.
  98. 98. Transporte Activo<br />Contra gradiente.<br />De menor a mayor concentración.<br />Usa energía. <br />Para mantener su medio interno.<br />
  99. 99. Transporte Activo<br />
  100. 100. K<br />K<br />Na<br />Na<br />
  101. 101. Transporte Activo Primario<br />Es selectivo (ej.Tamaño o Carga).<br />Contra Gradiente.<br />Usa ATP.<br />Proteina Transportadora tipo Carrier,cambia de forma.<br />
  102. 102. Bombas Iónicas<br />ATPasa de Na+ / K+<br />MembranaCelular<br />ATPasa de Ca++<br />Membrana de Retículosarcoplasmático (músculo)<br />Membrana de RE Liso<br />MembranaCelular<br />ATPasa de H+<br />MembranaLisosomal<br />Endosomas<br />VacuolasVegetales<br />
  103. 103. K<br />Na<br />3<br />Na<br />K<br />2<br />
  104. 104. Sodio Potasio ATPasa<br />
  105. 105. Transporte Activo Secundario<br />Movimiento simultáneo de 2 moléculas.<br />Usa la energía de la gradiente de una molécula, para mover la otra molécula.<br />Proteína cotransportadora.<br />Simport.<br />Antiport.<br />
  106. 106.
  107. 107. Transporte<br />
  108. 108. Transporte Activo Secundario<br />Na<br />K<br />K<br />Na<br />Simporte<br />
  109. 109.
  110. 110. Fagocitosis y Pinocitosis<br />Moléculas demasiado grandes para los canales.<br />Membrana cubre la partícula.<br />Membrana se corta y forma vesícula.<br />SOLIDOS  FAGOCITOSIS<br />LÍQUIDOS  PINOCITOSIS<br />
  111. 111. Fagocitosis<br />Detecta<br />Extensión de Pseudópodos<br /><ul><li>Participa el citoesqueleto celular.
  112. 112. Hay gasto de ATP</li></ul>Encierra<br />Ingresa<br />vesícula<br />
  113. 113. Micrografía electrónica de un neutrófilo fagocitando bacteria.<br />
  114. 114. Fagocitosis<br />Células engullen partículas grandes como bacterias, desechos celulares o incluso otras células.<br />La unión de las partículos a receptores de membrana de la célula fagocítica dispara la formación de Pseudópodos.<br />Los pseudópodos rodean la partícula y se funden para formar un fagosoma.<br />Fagosomas se unen a lisosomas: fagolisosoma, para digerir el material.<br />
  115. 115. Pinocitosis<br />Detecta<br /><ul><li>Ingreso de fluidos
  116. 116. Vesícula pinocítica
  117. 117. Proceso común en eucariontes.</li></ul>Invagina<br />Vesícula<br />USO<br />
  118. 118.
  119. 119. Exocitosis<br />Liberación<br />Adherencia<br />Fusión<br />Vesícula<br />
  120. 120. Exocitosis<br />Opuesto a endocitosis.<br />Vesícula exocítica se fusiona con membrana celular.<br />Liberación al extracelular.<br />Membrana de vesícula incorporada a membrana celular.<br />Participa citoesqueleto celular.<br />Usa energía.<br />
  121. 121.
  122. 122. Micrografía electrónica: secreción de insulina de una vesícula secretoria de una célula pancreática tipo b.<br />
  123. 123.
  124. 124. Endocitosis Mediada por Receptores<br />ESPECÍFICO<br />Ligando<br />Reciclado de receptores EXOCITOSIS<br />Receptor<br />Membrana invagina,<br /> forma vesícula<br />Endosoma<br />Enzimas<br />Formación Lisosoma<br />separan<br />
  125. 125. Endocitosis Mediada por Receptores<br />Mecanismo selectivo para el ingreso de moléculas.<br />Las macromoléculas a ingresar se unen a receptores específicos de membrana.<br />Receptores acumulados en regiones de membrana especializadas (citoesqueleto).<br />
  126. 126. Bibliografía<br />ALBERTS. 2004. Biología Molecular de la Célula. 4º EDICIÓN.<br />CAMPBELL, N.A. 2001. Biology, 6th ed., Benjamin Cummings Publishing Co., Menlo Park, CA.<br />DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Biología celular y molecular. 2001. Ed. Ateneo Buenos Aires. 15º edición<br />LODISH H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J. W H . 2002. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica. 4º edición. Panamericana<br />Papertech Marketing group Inc. 1993 PERMA-CHART Biochemistry series Quick Reference Guide.<br />http://web.ahc.umn.edu/~mwd/cell.html<br />http://www.biology.arizona.edu<br />http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/indcelula.htm<br />http://fai.unne.edu.ar/biologia/celulamit/indbice.htm<br />http://www.ibiblio.org/virtualcell/index.htm<br />http://web.ahc.umn.edu/~mwd/cell.html<br />http://www.usd.edu/~bgoodman/Cell-ebrationframes.htm<br />

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