Taller 17 Membrana Celular.docx

Taller 17 Membrana celular La membrana celular cumple principalmente tres funciones: rodea el contenido celular como una envoltura, protegiéndolo del medio y delimitando la célula; permite el intercambio de sustancias con el medio externo; y le permite a la célula, percibir estímulos externos y responder adecuada y oportunamente a ellos. Para cumplir estas funciones, la membrana presenta cuatro características: es sensible para poder percibir estímulos; irritable para poder responder a esos estímulos; es elástica para poder cambiar de forma y tamaño cuando la respuesta a un estímulo externo lo amerite; y es selectivamente permeable para decidir, en gran medida, sobre la clase y cantidad de sustancias que entran o salen de la célula. A nivel molecular, la membrana celular está compuesta principalmente por una doble capa de fosfolípidos, gran variedad de proteínas y algunos carbohidratos. Fosfolípidos Lípido (del griego: lipos, grasa) es la palabra usada en biología, para referirse a las grasas biológicas. Así mismo, la palabra fosfolípido hace referencia a grasas que contienen fósforo. Los fosfolípidos, son los lípidos más numerosos de origen natural y se encuentran abundantemente en todos los tipos de membranas en todos los tipos de células. A nivel químico, los fosfolípidos están compuestos por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Y a nivel molecular, los fosfolípidos son moléculas complejas formadas por la unión de una molécula de glicerina (alcohol), dos moléculas de ácido graso, una molécula de ácido fosfórico y una molécula de colina, las cuales son moléculas más simples.

La gráfica, muestra la fórmula estructural plana (sin detalles de tercera dimensión) de un fosfolípido. La columna de tres carbonos de la izquierda representa la glicerina, las dos filas superiores representan los ácidos grasos y en la fila de abajo están el ácido fosfórico y la colina. Los lípidos presentan comportamiento anfipático. Es decir, que una parte de la molécula es hidrofóbica apolar (cola) y otra parte es hidrofílica polar (cabeza). En otras palabras, la cola evita el contacto con el agua y la cabeza busca el contacto con el agua. La cola está formada por los radicales de ácido graso mientras la cabeza está formada por el resto de la molécula. Es decir, por glicerina, ácido fosfórico y colina. Esta propiedad explica la ubicación y el comportamiento de los lípidos en la membrana celular. La doble capa de lípidos dispone una superficie de cabezas orientada hacia fura de la célula y otra superficie de cabezas orientada hacia dentro de la célula. Algunas proteínas atraviesan la doble capa de fosfolípidos formando poros y canales para el intercambio de sustancias (proteínas intrínsecas) y otras se ubican en las superficies interna y externa para dar estabilidad a la estructura (proteínas extrínsecas). Algunos carbohidratos se ubican entre las demás sustancias actuando como receptores que identifican sustancias y células propias del tejido, así como sustancias y células extrañas. Mosaico fluido: Las moléculas de fosfolípidos en la membrana celular no permanecen estáticas, sino que se mueven de un lado a otro dentro de la membrana. De la misma manera, algunas proteínas permanecen estáticas por muy poco tiempo. Luego, van a otro sitio en la membrana o son reemplazadas por otras proteínas. Es decir que los componentes de la membrana están en continuo movimiento. Por esta razón, se le da a la membrana celular, el nombre de mosaico fluido

Transporte a través de membrana Un papel particularmente importante de las membranas celulares es el transporte de materiales de una región a otra. Obviamente, si la membrana fuera una barrera completamente impermeable, la célula no podría obtener nutrientes y otras sustancias útiles, ni podría eliminar desechos y otros productos. Por otra parte, si fuera totalmente permeable, cualquier sustancia podría moverse libremente de una región a otra poniendo en peligro la integridad de la célula. Por tanto, la membrana tiene una característica intermedia. Es semipermeable. O como se había dicho arriba, tiene permeabilidad selectiva. (Selecciona la clase, y cantidad de sustancias que atraviesan la membrana y el momento en que esas sustancias se mueven de una región a otra). Además, diferentes membranas presentan diferentes grados de permeabilidad a diferentes sustancias. Se conocen cuatro tipos de transporte a través de las membranas: Transporte pasivo, en el cual una sustancia pasa mediante difusión libre, sin que exista ninguna interacción con las moléculas componentes de la membrana. Sólo es posible cuando una sustancia se mueve de una región donde su concentración es mayor a otra donde su concentración es menor. Sustancias tales como alcohol, agua, pequeñas moléculas de lípidos, oxígeno y gas carbónico se difunden directamente a través de la membrana celular. Un tipo especial de difusión es la ósmosis, que se define como la difusión de moléculas de agua a través de una membrana selectivamente permeable. Transporte facilitado, que implica la participación de un transportador específico localizado en la membrana, que tiene la propiedad de oscilar entre las dos superficies (interna y externa) de la membrana. Después de combinarse con una sustancia en uno de los lados, el complejo sustancia-transportador pasa al otro lado y se disocia para liberar la sustancia. Este movimiento ocurre sin ninguna modificación de la sustancia y sin ningún aporte de energía en forma de ATP por parte de la célula. Transporte activo, proceso similar al transporte facilitado, ya que también implica la participación de un componente de la membrana, pero en este caso el movimiento de la sustancia y el regreso de la molécula transportadora a su posición original en la membrana, son ambos dependientes de energía metabólica (ATP). El transporte activo es útil para mover sustancias en contra del gradiente de concentración. Es decir, cuando la sustancia se mueve de una región donde su concentración es menor a otra donde su concentración es mayor. Translocación de grupo, que implica una modificación covalente de la sustancia, generalmente catalizada por una enzima localizada en la membrana. La sustancia modificada, se mueve luego a través de la membrana por transporte pasivo o facilitado. Si la modificación covalente es dependiente de ATP, entonces también está implicado el transporte activo. En otras palabras, la translocación de grupo es un mecanismo híbrido (tiene propiedades de todos los tipos de trasporte), que además puede comprometer una agrupación organizada de componentes de la membrana con enzimas y moléculas transportadoras que funcionan como una unidad. Actividad: 1. ¿Qué funciones cumple la membrana celular? 16. Resuma brevemente, lo que significa “Mosaico 2. Nombre las cuatro características de la fluido” membrana y diga para que es útil cada una de 17. Haga el dibujo de la estructura de la membrana y ellas. ubique sus componentes. 3. A nivel molecular ¿Cómo está compuesta la 18. ¿Cuál es el papel particularmente importante de membrana celular? las membranas celulares? 4. ¿Qué significan las palabras lípido y 19. ¿Qué pasaría si la membrana fuera una barrera fosfolípido? completamente impermeable? 5. A nivel químico ¿Cómo están compuestos los 20. ¿Qué pasaría si la membrana fuera totalmente fosfolípidos? permeable? 6. Molecularmente ¿Cómo están formados los 21. ¿Qué significa que la membrana sea fosfolípidos? 7. Copie el diagrama que muestra la fórmula semipermeable o que tenga permeabilidad estructural plana de un fosfolípido y encierre y selectiva? rotule las partes que corresponden a la glicerina, 22. ¿Todas las membranas tienen el mismo grado de los ácidos grasos y el complejo ácido fosfóricopermeabilidad a todas las sustancias? colina. 23. ¿Qué es transporte pasivo? 8. ¿Qué significan las palabras anfipático, 24. ¿Cuándo es posible el transporte pasivo? hidrofílica e hidrofóbica? 25. ¿Qué sustancias se mueven por transporte 9. ¿Cómo está formada la “cola” de un fosfolípido? ¿Cómo se comporta en relación con el agua? pasivo? 10. ¿Cómo está formada la “cabeza” de un 26. ¿Qué es ósmosis? fosfolípido? ¿Cómo se comporta en relación con 27. ¿Qué es transporte facilitado? el agua? 28. Explique como ocurre el transporte facilitado 11. Dibuje el esquema que representa la cabeza y 29. ¿Qué es transporte activo? cola de un fosfolípido. 30. ¿Para que es útil el transporte activo? 12. ¿Cómo se dispone la doble capa de lípidos en la membrana celular? 31. ¿Cómo se mueven las sustancias modificadas a 13. ¿Qué nombre reciben y que función cumplen, través de la membrana? las proteínas que atraviesan la doble capa de 32. Si la modificación covalente es dependiente de fosfolípidos? ATP, ¿Qué tipo de transporte está implicado? 14. ¿Qué nombre reciben y que función cumplen, 33. ¿Por qué se dice que la translocación de grupo es las proteínas que se ubican sobre las superficies un mecanismo híbrido? interna y externa de la membrana? 34. ¿Qué sustancias están comprometidas en la 15. ¿Qué función cumplen los carbohidratos que hacen parte de la membrana? translocación de grupo?