Membrana BiológicaClase II

Dra. Tamara Jorquiera JohnsonBiología MolecularUSMP - Medicina

Transporte de Membrana

Pasaje de moléculas a través de

la membrana

Transporte deMembrana

Pasivo Activo

Transporte deMembrana

Pasivo Activo

Transporte Pasivo

Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple

Transporte Pasivo

Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple

Osmosis

• Movimiento de Agua (solvente).

• De Mayor concentración de soluto a menor

concentración de soluto.

• Presión Osmótica.

– Presión necesaria para prevenir el movimiento de

agua.

Osmosis

Soluto Solvente

Agua

Igual (soluto) o Presión Osmómotica

PO

Osmosis

Debe compensar con transporte Activo

Mantener Forma

Turgor en Célula Vegetal por Pared celular.

Transporte Pasivo

Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple

Difusión Simple

• Moléculas pequeñas.

• Moléculas liposolubles.

• Lento.

• De mayor a menor concentración.

• Hasta EQUILIBRIO.

Difusión Simple

Difusión Simple

• No consume energía metabólica• Velocidad de Difusión es proporcional a su

gradiente de concentración y a su grado de hidrofobicidad

• Pocas moléculas lo hacen• No intervienen proteínas• No es selectivo.

Molécula Liposoluble

O2, CO2, N2, BENCENO

Difusión

K

Na

K

Na

Transporte Pasivo

Difusión Facilitada OsmosisDifusión Simple

Difusión Facilitada• Muy Grandes.

• Muy insolubles en LIPIDOS.

• Usa Proteinas.

• De Mayor a Menor Concentración.

• No usa energía de ATP

• Es Selectivo

CARRIER CANAL

Dos tipos de Proteinas Transportadoras

Cambio de Forma Canal hidrofilico

Diferencias

Canales CarriersRapido Lento

Sólo T. Pasivo T. Pasivo y Activo

Sin Cambio de conformación

Cambio de Conformación

Selecciona por carga y tamaño

Tiene un lugar de acoplamiento

Difusión Facilitada

Proteína Canal - Tipos

• Canal iónico–Depende de gradiente iónico

• Aquaporinas

• Porinas

Canal Iónico

• Transporte MUY rápido– Más de 1 millón de iones por segundo pueden

pasar (107 – 108 / seg).– Aprox, 1000 veces + rápido que un carrier.

• Altamente selectivos– Carga y tamaño específicos.

• No siempre abiertos, necesitan un estímulo• NO USA ATP

Canal de Potasio (K+) Bacteriano

• 4 subunidades transmembrana• Cada subunidad con dos α-hélice.• Froman un poro central, más abierto en cara

exoplásmica.• Cara citosólica. Cargas (-)

– Atrae cationes, repele aniones.

Canal iónico – Altamente selectivo

Atrae cationes

Canal iónico – Altamente selectivo

Oxígenos de grupo carbonilo

Na muy pequeño

No interaciona

CC

Canal Iónico - Regulación

Canal Iónico - REGULACIÓN

• Se abren al recibir una señal:– Regulados por Ligando:

• Se abren en respuesta a la unión con neurotransmisores u otras moléculas señal.

– Regulados por Voltaje:• Se abren en respuesta a variaciones en el

potencial eléctrico a través de la membrana celular.

Regulación de canal Iónico

Extensión citoplasmática

unida a citoesqueleto

Transporte

Proteína Carrier

Glucosa

Unión

EstímuloCambio

de Forma

Glucosa 6 Fosfato

Proteina Transportadora

Carrier

Transporte deMembrana

Pasivo Activo

Proceso Activo

TransporteActivo

Transporte enmasa

ExocitosisEndocitosis

PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores

Proceso Activo

TransporteActivo

Transporte enmasa

ExocitosisEndocitosis

PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores

Transporte Activo• Contra gradiente.

– De menor a mayor concentración.

• Usa energía.

• Para mantener su medio interno.

Transporte Activo

K

Na

K

Na

Transporte Activo Primario

• Es selectivo (ej.Tamaño o Carga).

• Contra Gradiente.

• Usa ATP.

• Proteina Transportadora tipo Carrier,cambia

de forma.

Bombas Iónicas• ATPasa de Na+ / K+

– Membrana Celular

• ATPasa de Ca++– Membrana de Retículo sarcoplasmático (músculo)– Membrana de RE Liso– Membrana Celular

• ATPasa de H+– Membrana Lisosomal– Endosomas– Vacuolas Vegetales

Na

Na

K

K

2

3

Unión del Na con Bomba Protéica

Cambio de Forma

Cambio de

Forma

Cambio de

Forma

Sodio Potasio ATPasa

Transporte Activo Secundario

• Movimiento simultáneo de 2 moléculas.

• Usa la energía de la gradiente de una

molécula, para mover la otra molécula.

• Proteína cotransportadora.

– Simport.

– Antiport.

Transporte

Transporte Activo Secundario

Na K

KNa

Simporte

•Simportador 2-Na+/ 1-glucose

• Cadena de 662-aa

•14 α-hélices transmembrana

Proceso Activo

TransporteActivo

Transporte enmasa

ExocitosisEndocitosis

PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores

Fagocitosis y Pinocitosis

• Moléculas demasiado grandes para los

canales.

• Membrana cubre la partícula.

• Membrana se corta y forma vesícula.

• SOLIDOS FAGOCITOSIS

• LÍQUIDOS PINOCITOSIS

Fagocitosis

Extensión de Pseudópodos

Encierra

Ingresa

vesícula

Detecta

•Participa el citoesqueleto

celular.

•Hay gasto de ATP

Micrografía electrónica

de un neutrófilo

fagocitando bacteria.

Fagocitosis• Células engullen partículas grandes como bacterias,

desechos celulares o incluso otras células.• La unión de las partículos a receptores de

membrana de la célula fagocítica dispara la formación de Pseudópodos.

• Los pseudópodos rodean la partícula y se funden para formar un fagosoma.

• Fagosomas se unen a lisosomas: fagolisosoma, para digerir el material.

PinocitosisDetecta

Invagina

Vesícula USO

•Ingreso de fluidos

•Vesícula pinocítica

•Proceso común en

eucariontes.

Proceso Activo

TransporteActivo

Transporte enmasa

ExocitosisEndocitosis

PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores

Exocitosis

Vesícula

Adherencia

Fusión

Liberación

Exocitosis

• Opuesto a endocitosis.• Vesícula exocítica se fusiona con membrana

celular.• Liberación al extracelular.• Membrana de vesícula incorporada a membrana

celular.• Participa citoesqueleto celular.• Usa energía.

Micrografía electrónica: secreción de insulina de una vesícula secretoria de

una célula pancreática tipo b.

Proceso Activo

TransporteActivo

Transporte enmasa

ExocitosisEndocitosis

PinocitosisFagocitosisMediado porReceptores

Endocitosis Mediada por ReceptoresLigando

Receptor

Membrana invagina, forma vesícula

Endosoma

separan

Reciclado de receptores

EXOCITOSIS

Formación Lisosoma

ESPECÍFICO

Enzimas

Endocitosis Mediada por Receptores

• Mecanismo selectivo para el ingreso de moléculas.

• Las macromoléculas a ingresar se unen a receptores específicos de membrana.

• Receptores acumulados en regiones de membrana especializadas (citoesqueleto).

Endocitosis Mediada por Receptores

• Formación de hoyos cubiertos de Clatrina por invaginación de membrana.

• Se liberan vesículas revestidas de Clatrina que contienen macromoléculas unidas a su receptor.

• Vesícula se fusiona con endosoma y se distribuyen sus contenidos.

Ingreso de lipoproteínas al oocyto de gallinas para formar la yema.

Clathrin coated pits

invaginación Clathrin coated vesicles

Esqueleto triple de Clatrina

Probable estructura de una vesícula

cubierta de clatrina

Macromolécula de LDL.

Colesterol esterificado y

ácidos grasos en el interior.

Monocapa de fosfolípidos.

Proteína mediadora de

unión específica a células.

Schematic diagram of an LDL particle.

Endocitosis mediada por

receptor.

LDL y su receptor.

Similar a insulina y hormonas

internalizadas por endocitosis

mediada por receptores.

Hoyo cubierto

de Clatrina

Endosoma temprano

1 min

segundos

Unión con vesícula seleccionadora Endosoma

tardío

Mutación del Receptor, no se une a hoyo revestido de clatrina. No ingresa a la célula.

Hipercolesterolemia.

SIDA Endocitosis Mediada por Receptores

Virus de HIV

Linfocito T

Unión Receptores

CD4

CAMINOS POSIBLES DE RECEPTORES INGRESADOS

POR ENDOCITOSIS

Bibliografía1. ALBERTS. 2004. Biología Molecular de la Célula. 4º EDICIÓN.2. CAMPBELL, N.A. 2001. Biology, 6th ed., Benjamin Cummings

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2001. Ed. Ateneo Buenos Aires. 15º edición4. LODISH H, Berk A, Zipursky SL, Matsudaira P, Baltimore D,

Darnell J. W H . 2002. Biología Celular y Molecular. Editorial Médica. 4º edición. Panamericana

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