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UNIVERSIDAD PRIVADASAN JUAN BAUTISTA FACULTAD DE CIENCIAS DE LASALUD ESCUELA PROFESIONAL DE MEDICINAHUMANA “ Dr. Wilfredo Erwin Gardini Tuesta ” ACREDITADA POR SINEACE REACREDITADAINTERNACIONALMENTEPOR RIEV SEDE LIMA FILIAL ICA FILIAL CHINCHA
: ROMA NORIEGA CORRALES
: JULIO ECOS
: JUAN LÉVANO ÁVALOS
BASES MOLECULARES Y CELULARES DE LA
MEDICINA II
SEMESTRE ACADÉMICO: 2024 - II
DOCENTES RESPONSABLES DE LA ASIGNATURA
Semana 1
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA
MEMBRANA CELULAR
LOGRO DE APRENDIZAJE:
• Describe y explica la organización molecular
de las membranas biológicas.
1.COMPARTIMENTALIZACIÓN. La membrana plasmática rodea el contenido de toda la célula, Todas las células eucarióticas tienen el mismo conjunto básico de organelas rodeadas de membrana. Los diversos compartimientos de una célula tienen contenidos muy distintos. La compartimentalización por la membrana permite la presencia de actividades especializadas sin interferencia externa y permite la regulación independiente de las distintas actividades celulares. 2.ANDAMIAJE PARA ACTIVIDADES BIOQUÍMICAS. Las membranas no sólo rodean compartimientos, también son un compartimientodistintivo por sí mismas. Un ejemplo de esta función es como sitio de localización de enzimas.
- PROVISIÓN DE UNA BARRERA CON PERMEABILIDAD SELECTIVA. Las membranas previenen el intercambio irrestricto de moléculas de un lado al otro. Al mismo tiempo, las membranas representan un medio de comunicación entre los compartimientosque separan. 4.TRANSPORTE DE SOLUTOS. La membrana plasmática contiene la maquinaria para el transporte físico de sustancias de un lado. La maquinaria de transporte de la membrana permite que una célula acumule sustancias, como azúcares y aminoácidos, necesarios para su metabolismo. La membrana plasmática también es capaz de transportar iones específicos, con lo que establece gradientes iónicos a través de sí misma. 5.RESPUESTA A SEÑALES EXTERNAS. La membrana plasmática tiene una función crucial en la respuesta de una célula a los estímulos externos, un proceso conocido como TRANSDUCCIÓN DE SEÑAL. Las membranas tienen receptores que se combinan con moléculas específicas (ligandos).
- INTERACCIÓN CELULAR. la membrana plasmática de los organismos multicelulares media las interacciones entre una célula y susvecinas. Lamembranaplasmáticapermitequelas células se reconozcany se envíen señales unas a otras, que se adhieran cuando sea adecuado, y que intercambien materiales e información. 7.TRANSDUCCIÓN DE ENERGÍA. Las membranas participan en procesos por los cuales un tipo de energía se convierte en otro tipo. La transducción energética más fundamental ocurre durante la fotosíntesis.
FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR
LÍPIDOS DE MEMBRANA
Fosfoglicéridos:
La mayoría de los lípidos de la membrana contiene un GRUPO FOSFATO, lo que los convierte en fosfolípidos.
Como casi todos los fosfolípidos de la membrana están formados sobre un esqueleto de glicerol, se llaman
fosfoglicéridos.
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS
Glicerol
Colesterol
Enciertas células animalesel colesterol constituyehastael 50%delas moléculasde lípidos dela membrana
plasmática. El colesterol estáausenteen células vegetales y bacterianas.
Las moléculas de colesterol están orientadas con su grupo OH hacia la superficie de la membrana y el resto de la
molécula inmersaen la bicapa lipídica.
Los anillos hidrófobos de la molécula de colesterol son planos y rígidos, e interfieren con los movimientos de las
colas de ácidosgrasos de los fosfolípidos.
- Proteínas integrales: penetran la bicapa lipídica. Éstas son proteínas transmembrana; o sea, que cruzan por completo la bicapa lipídica, por lo que tienen dominios que sobresalen por los lados extracelular y citoplásmico de la membrana.
ESTRUCTURA Y FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA
- Proteínas periféricas: se sitúan completas fuera de la bicapa lipídica, ya sea en el lado citoplasmático o el extracelular, aunque se relacionan con la superficie de la membrana mediante enlaces no covalentes.
- Proteínas ancladas al lípido: se localizan fuera de la bicapa lipídica, en la superficie extracelular o en la citoplásmica, pero que tienen enlaces covalentes con una molécula de lípido que se encuentra dentro de la bicapa.
FLUIDEZ DE LA MEMBRANA
El estadofísico del lípido de una membranase describe por su fluidez (o viscosidad).
En función de la temperatura, los lípidos de membrana pueden encontrarse en dos fases: gel, parecido a un sólido,
con las cadenas hidrocarbonadas más rígidas, y cristal líquido, más fluido, con las cadenas hidrocarbonadas más
móviles.
La temperatura a la cual se produce el paso de un estado a otro es la temperatura de transición de fase (Tc); a
valores por debajode la Tcla bicapa se encuentra enel estadogel y a valores superiorespasa a cristal líquido.
Existe un equilibrio entre el estadogel y el estadode cristal líquido.
Temperatura > Tc Temperatura < Tc
Grupo carboxílico Cadena de hidrocarbono Saturado Insaturado
Otros factores que influyen en la fluidez de la membrana son la longitud de la cadena y el grado de insaturación
de los ácidos grasos.
Mientras mayor sea el grado de insaturación de los ácidos grasos dela bicapa, es menor la temperatura que
puede alcanzarseantes que la bicapaesté en estadogel.
Mientras más cortas sean las cadenas de los ácidos grasos de un fosfolípido, es menor la temperaturade
transición de fase.
Los movimientos posibles de los fosfolípidos en una membrana. Tipos de movimientos en los que pueden participar
los fosfolípidos de la membrana y las escalas temporales aproximadas en las que ocurren. Mientras que los fosfolípidos
se mueven de una hoja a la otra a una velocidad muy baja, se difunden rápidamente en sentido lateral dentro de la hoja.
Los lípidos que carecen de grupos polares, comoel colesterol, pueden moversecon rapidez a través de la membrana.
NATURALEZA DINÁMICA DE LA MEMBRANA
Movimiento de los fosfolípidos en la membrana
DIFUSIÓN SIMPLE
La difusión es un proceso espontáneo en el que una sustancia se desplaza de una región de alta concentración a
otra de baja concentración,lo que al final elimina la diferencia de concentraciónentre las dos regiones.
Las sustancias orgánicas de naturaleza apolar difunden
fácilmente a través de la bicapa lipídica a favor de
gradiente de concentración; para ellas, el entorno apolar,
definido por las colas hidrocarbonadas de los lípidos de
membrana,no supone ninguna barrera infranqueable.
Los gases de importancia biológica, tales como el O 2 y
CO 2 , gracias a su escasa o nula polaridad y a su pequeño
tamaño, también difunden con facilidad a través de la
bicapa lipídica.
El agua, gracias a su pequeño tamaño molecular, también
atraviesa la membrana por difusión simple a pesar de ser
una sustanciapolar.
Difusiónde iones a través de las membranas
La bicapa lipídica es muy impermeable a sustancias con carga, incluidos iones pequeños como Na+, K+, Ca2+y Cl −. El movimiento rápido de estos iones a través de la membrana tiene una función crucial en muchas actividades celulares, incluida la formación y propagación deunimpulsonervioso, secreción desustancias al espacioextracelular, contracción muscular, regulación del volumen celular y la abertura de estomas en las hojas de las plantas. Lamayor parte delos canales iónicos son muyselectivos para permitir quesolo untipo particular deión pase por el poro. Casi todos los canales iónicos pueden encontrarse en una conformación abierta o cerrada. Estados de conformacióndel canal iónico de K+^ activado por voltaje. (a)Modelo tridimensional de un canal iónico de K+^ de eucariota. La desactivación del canal ocurre cuando uno de los péptidos de desactivación, que cuelga de la porción citoplasmática del complejo, se adapta en la abertura citoplasmática del canal. (b)Representación esquemática de una vista en un canal iónico para K+, perpendicular a la membrana desde el lado citoplasmático, muestra el canal en estado cerrado (reposo), abierto y desactivado.
Enesta modalidad detransporte las sustancias atraviesan la membranaplasmática encontra deungradiente de
concentración,o bien, si se trata de sustancias concarga eléctrica, en contra de un gradiente electroquímico.
Noes un proceso espontáneo,requiere energía metabólica quedebe ser aportadapor la hidrólisis delATP.
(a)La energía liberada por la hidrólisis del ATP impulsa el movimiento del soluto contra un gradiente electroquímico. (b)Un gradiente de un ión X (frecuentemente Na+) se establece por el transporte activo primario. El movimiento del ión X en el sentido decresciente de su gradiente electroquímico proporciona la energía para impulsar el co- transporte de un segundo soluto (S) contra su gradiente electroquímico.
Acoplamiento de transporte activo e hidrólisis del ATP
La Na+/K+-ATP-asa es la encargada del gran exceso de iones Na+fuera de la célula y el gran exceso de iones K+en el interior. Las cargas positivas de estos dos cationes se equilibran con las cargas negativas de diversos aniones, de manera que en general, los compartimientos extracelular e intracelular son eléctricamente neutros. Los iones Cl −^ se encuentran en mayor concentración fuera de las células, donde equilibran los iones Na+^ extracelulares. La abundancia de iones K+^ intracelulares se balancea sobre todo por el exceso de cargas negativas que tienen las proteínas y los ácidos nucleicos. Por cada ATP que se hidroliza, se bombean 3 Na+^ fuera y se bombean 2 K+ hacia el interior. Debido a esta proporción la Na+/K+-ATP-asa es electrogénica porque contribuye en forma directa a la separación de cargas a través de la membrana. Video:^ https://www.youtube.com/watch?v=hcF8ZiintNA
