Clase 1s 2 - Membrana Celular

CURSO BIOQUIMICA Y NUTRICION TEMA 2 • Membrana celular

•Transporte • Sistemas de transporte • Protein as de transporte • Ionóforos • Endocitosis y exocitosis Dra. Nancy Jo Vargas

Membrana celular. Modelo mosaico fluido

Membrana celular. • Características:

– Delgada y elástica ica (7.5-10 nm grosor) – Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos • 55% proteínas • 25% de fosfolípidos • 13% de c olesterol co • 4% de otros lípidos • 3% de hidratos de carbono – Estruct apa ctura básica, bic ica lipídica (2 moléc. de grosor) Parte hidrofóbica (porc ión ácido ció graso) e hidrofílic a (porción ílica fosfato) – Grandes moléc ulas de prot. cu globulares interca calándose a lo largo de la lámina lipídica ica.

MEMBRANA CELULAR Funciones de las moleculas de hidratos de carbono (glucocáliz): • Están cargadas negativamente. • Punto de anclaje con otras células • Actúan como receptores de membrana, activando a los segundos mensajeros • Participan en acciones inmunitarias

PROTEINAS: Integrales (toda la membrana) como: canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, bombas, receptores. Periféricas (ancladas a la superficie de membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), actúan como enzimas u otro tipo de reguladores. Otras como parte del

¿Cómo atraviesan la membrana las diferentes sustancias?

• Lipofílicas no cargadas : atraviesan la capa lipídica (O2, CO2). • Polares pequeñas: por poros intermoleculares (H2O). • Hidrofílicas o polares grandes: a través de un transportador (glu, aa) o canal (iones).

PROCESOS POR LOS QUE LAS SUSTANCIAS ATRAVIESAN LAS MEMBRANAS CELULARES

• Difusión simple • Difusión facilitada • Transporte activo

MEMBRANAS. TRANSPORTE

MEMBRANA PLASMATICA: TRANSPORTE PASIVO:

Sin gasto de energía Difusión simple a través de la bicapa (1) Difusión simple a través de canales (2) Difusión facilitada (3)

TRANSPORTE ACTIVO (4): Con consumo de energía

CARACTERÍSTICAS DEL TRANSPORTE ACTIVO • Ocurre en contra del gradiente electroquímico • Requiere de una proteína transportadora • Está limitado por la velocidad y es saturable • Requiere de ATP para obtener energía

TIPOS DE TRANSPORTE ACTIVO • PRIMARIO: requiere energía de la hidrólisis del ATP o de otro enlace fosfato. • SECUNDARIO: la energía deriva de la diferencia de concentración creada por transporte activo. – Cotransporte – Contratransporte

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO • Bomba de 3Na+/2K+ ATPasa: ATPasa – Su inhibición (> [Na+] en el LIC) por glucósidos cardiacos aumenta la fuerza contráctil del corazón. • Bomba de Ca++ ATPasa: mantiene baja la [Ca] en el LIC (10 -7 M). • Bomba de H+/K+ ATPasa: bombea [H+] del LIC a la luz del estómago. – Su inhibición reduce la [H+]

SISTEMA DE TRANSPORTE ACTIVO

Bomba de Na+/K+ ATPasa • Se encuentra en todo tipo de célula • Es una proteina integral (transmembranaria) • Transporta corriente, es electrogénica • En reposo contribuye a 45% de nuestros gastos energéticos • Es responsable de las concentraciones intra y extra celulares de Na+ y K+

MEMBRANA. TRANSPORTE. BOMBA Na K ATPasa

BOMBA DE H+/K+ ATPASA: SECRECIÓN DE JUGO GÁSTRICO POR LAS CÉLULAS PARIETALES

Se necesitan 4 componentes proteínicos para generar HCL •Una proteína antiport de CL- y -HCO3 •Una proteína de canal de CL•Una proteína de canal de K+ •Una ATPasa de H+/K+

Transporte activo secundario • COTRANSPORTE (glu, aa) 3Na+

Na+ glu

2K+

glu

ABSORCIÓN DE GLUCOSA ATRAVES DEL INTESTINO

•El Na y glucosa por simport hacia debajo de gradiente de concentración a través del portador. •La glucosa es transportada por difusión facilitada a través de la membrana basal.

Transporte activo secundario • CONTRATRANSPORTE

(3Na+/2Ca++) fenómenos de contracción muscular. 3Na+ Ca++

(Na+/H+) previene la acidificación del LIC. Na+ H+

MEMBRANA. RECEPTORES

Clatrina

Complejo proteico que consiste en tres cadenas polipeptídicas grandes y tres pequeñas, que juntas forman una estructura de tres patas (triskelion) las que se unen formando un cesto convexo de hexágonos y pentágonos

EXOCITOSIS Proceso que tiene como objetivo la excreción de sustancias.

ENDOCITOSIS. EXOCITOSIS

Endocitosis Mecanismo por el cual son incorporadas ciertas macromoléculas al interior del citoplasma celular. Existen dos formas :  la pinocitosis, que consiste en la incorporación de fluido intracelular y pequeños solutos disueltos, y  la fagocitosis, que es la incorporación de grandes partículas ( sólidas) como microorganismos o macromoléculas de gran tamaño.

PINOCITOSIS

Fagocitosis de una molécula y posterior eliminación por exocitosis.

Imagen de una célula realizando fagocitosis.

SISTEMAS DE COMUNICACIÓN CELULAR CON SEGUNDOS MENSAJEROS. PROTEINA G

REGULACIÓN A NIVEL SOMÁTICO PRIMEROS MENSAJEROS

HORMONAS NEUROTRAMISORES Precisan receptores a nivel de membrana o receptores intracelulares. Desencadenan cascadas de reacciones

Las hormonas pueden influir sobre:  actividad de la enzima  síntesis de proteínas específicas  Permeabilidad de la membrana a iones o metabolitos pequeños

Los receptores de membrana incluyen  Proteínas que influyen en la síntesis de “segundos mensajeros”

Receptores asociados a proteínas G. •

La interacción entre el receptor y la enzima está mediada por una tercera proteína (GTP).

•

Producen una serie de eventos que cambian la concentración de mediadores intracelulares. AMP cíclico y el Ca 2+.

Proteínas G: Gs, Gi, Gp.

 Su función y mecanismo de acción depende de las subunidades en su estructura.  Compuesta por tres polipéptidos, una subunidad α,β y γ.

Mecanismo de acción de las proteínas G: •

El ligando señal se une al receptor proteico provocando un cambio conformacional exponiendo el sitio para la proteína Gs.

•

La proteína interactúa con el receptor provocando una disociación del complejo formado por las subunidades.

•

Sólo la subunidad α, (la cual esta asociada a una molécula de GDP)se desplaza a lo largo de la membrana con un sitio para la adelinato ciclasa(unidad catalítica)

•

Por acción del ATP la adelinato ciclasa produce AMP cíclico, y la molécula asociada GDP pasa a GTP, provocando la reasociación del complejo.

Mecanismo de acción de las proteínas G:

Mecanismo de acción de las proteínas G

El segundo mensajero actúa sobre enzimas o factores intracelulares provocando una cascada de acontecimientos que conducen a una respuesta celular. Esta respuesta, según el tipo celular de que se trate, puede ser la contracción muscular, la secreción glandular, la división celular, etc. Uno de los segundos mensajeros más utilizados por las células es el AMP

cíclico (AMPc).

Acción del AMP cíclico.

• Unión de la molécula señal a su receptor y activación de éste. • El complejo formado por el receptor y la molécula señal, activa a una proteina de membrana llamada proteina G • Ésta activa a su vez, el enzima de membrana adenilato-ciclasa, que a partir de ATP sintetiza AMPc • Por último, el

AMPc activa a una enzima intracelular capaz de activar a otros muchos enzimas intracelulares, que desencadenan una cascada de acontecimientos, hasta provocar la respuesta celular.

PASOS DE LA REGULACION REACCION EN CASCADA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Unión de hormona – receptor 2 Activación de Proteína G Activación de la Adenil ciclasa Formación de AMPc (segundo mensajero) Activación de Proteinkinasa A Cascada de otras fosforilaciones Activación de la enzima reguladora Efectos metabólicos