¡Descarga transporte membranas y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
Tema 3 – transporte a través de
membrana
Permeabilidad de la bicapa lipídica
Funciona como una barrera selectiva para la mayoría de moléculas polares.
Difusión: es el paso de partículas de una solución más concentrada a otra menos concentrada.(a favor de gradiente)
Osmosis: paso del agua de una disolución menos concentrada a otra con mayor concentración de soluto.
Difusión simple (siempre a favor de gradiente)
Transporte pasivo sin gasto de energía
-si la molécula es muy liposoluble pasara fácilmente, a diferencia de una molécula polar.
-cuanto más pequeña sea la molécula es más fácil su paso.
-cuanto más espesa sea, el paso será más difícil.
Además hay que tener en cuenta el gradiente eléctrico producido por las distintas composiciones. Carga en la celula 70mV
Acuaporinas
Canales de paso de agua.
Difusión facilitada
Por proteínas carriers o permeasas que mantienen la homeostasis del orgánulo y la célula en general
Canales iónicos
A favor de gradiente.
Transporte activo
Primario: paso de soluto en contra de gradiente con ayuda de ATP
Secundario: utiliza el gradiente iónico de uno de los solutos que pasa a favor de gradiente para pasar o sacar otro soluto en contra de gradiente.
Primario-ATP
Permeasas o carriers Difusión facilitada-trans pasivo
Secundario- 2 solutos
Transportadores
Canales- solo transporte pasivo.
Proteínas de transporte
Todas estas proteínas son transmembranosas, con estructura en a-hélice y de paso múltiple.
Permeasas/carriers
Cada tipo de permeasa presenta uno o mas lugares de unión para los solutos que transporta, luego son específicas.
Mecanismo de acción
La proteína presenta dos conformaciones, en el primer estado de conformación se une al soluto, esta unión al soluto es la señal que induce a la proteína a cambiar su conformación, cuando ya ha cambiado la conformación libera el soluto y vuelve a su situación original.
-cuando una permeasa permite el paso de solo 1 soluto, se dice que actua un mecanismo de uniporte.-difusión facilitada.
-será cotransporte cuando la proteína transpasa mas de un tipo de soluto y por tanto tendrá mas de un tipo de dé lugares de unión.-transporte activo secundario.
El cotransporte a su vez podrá ser un simporte, si los solutos pasan en el mismo sentido, o antiporte, en sentidos contrarios.
Bombas impulsadas por ATP
Existen 3 grupos:
Los canales son selectivos, la mayoría permiten el paso de un solo ion o iones equivalentes con un tamaño y carga adecuados.
Los canales están regulados, no están abiertos de forma permanente, presentan mecanismos de apertura y cierre en respuesta a distintos estímulos.
-Canales regulados por voltaje
-Canales regulados por ligando
-Canales regulados por estrés mecánico- señales de luz sonido etc
Canales regulados por voltaje
- depende de la diferencia de carga a ambos lados de la membrana.
En membranas excitables eléctricamente como los nervios y células nerviosas, los canales de na+ y k+ mantienen el potencial de acción mientras los canales ca++ convierten señales eléctricas en señales químicas como la contracción muscular.
Canales regulados por ligando
Se pueden abrir o cerrar en función de la unión de la proteína a un ligando, cuando el ligando se une el canal se abre, cuando se separa este se cierra, el ligando puede ser a su vez extracelular o intracelular. Ej na+ y k+ (no bomba) con glutamato.
Canales regulados por estrés mecánico
Ej, el sonido o la luz llega al canal, esta señal emite la respuesta de abrir el canal y el paso de iones genera una corriente eléctrica que llega al nervio.
Acuaporinas
Permiten el paso de moléculas de agua y pequeños solutos como el glicerol.
En mamíferos se han descubierto hasta la fecha 13 clasificadas del 0 al 12 por los tejidos en los que se encuentran.
Agre y Mackinnon ganaron el premio nobel en 2003 por el descubrimiento de las acuaporinas.
Transporte de macromoléculas y partículas.
Tanto la exocitosis como la endocitosis son mecanismos activos, es decir requieren energía, por otro lado en ambos encontramos vesículas y fusión con la membrana plasmática.
Endocitosis
Permite que las células incorporen macromoléculas y partículas, en vesículas de transporte derivadas de la membrana plasmática.
-Fagocitosis: en protozoos es un mecanismo de alimentación, mientras en metazoos se trata de un mecanismo de defensa.
La célula emite unas evaginaciones, pseudópodos, mediante filamentos de actina, atrapa una partícula, macromolécula y forma una vesícula llamada fagosoma que tras unirse a un lisosoma pasara a ser un fagolisosoma, tras darse la digestión celular lo que no pueda digerirse será expulsado al exterior mediante exocitosis.
Para producirse la fagocitosis es necesario saber la composición de lo que va a ser fagocitado, por ejemplo en las células apoptóticas que presentan fosfatidilserina en la cara externa dicha molécuécula será la señal que tras unirse al receptor de los macrófagos producirá la respuesta de fagocitar.
-Macropinocitosis: Se trata de un proceso muy rápido por el que la célula puede incorporar partículas del medio extracelular de forma no selectiva.
La célula emite una evaginación que encierra un área y recoge lo que encierra,es independiente de receptores, participan filamentos de actina y se forman vesículas
1 um
Suele ocurrir en zonas de raft lipídico
-Endocitosis mediada por clatrina: Se produce de forma constitutiva (continuamente y en todas las células de mamíferos) en regiones de la membrana plasmática revestidas por clatrina mas o menos el 2 % de la membrana.
Clatrina: su monómero es el trisquelion formado por 3 cadenas pesadas de unos 192 KD y 3 cadenas ligeras de unos 36-38 KD
El ensamblaje de trisqueliones da lugar a una estructura poligonal que reviste las vesículas en forma de red (36/vesícula)
Mientras se forma la vesícula se van ensamblando los trisqueliones, una vez formada la vesícula y separada de la membrana, a los 2 min se separa la clatrina y se queda una vesícula desnuda que se une a un lisosoma.
La clatrina no reconoce la carga y utiliza proteínas adaptadoras, (generalmente llamadas AP y en humanos AP2) que atrapan a los receptores previamente unidos a sus correspondientes ligandos.
Al final los receptores se reciclan.
Por otra parte este tipo de endocitosis necesita de otra proteína llamada dinamina, que es una GTPasa que se polimeriza alrededor del cuello de la vesícula de clatrina hidrolizando GTP, dicha energía liberada de la hidrólisis del GTP se utiliza para contraer y liberar la vesícula.
Mediante este proceso se incorporan a la célula nutrientes, antígenos, factores de crecimiento, patógenos y LDL
LDL: La mayor parte del colesterol se transporta en la sangre unido a proteínas, formando unas partículas conocidas como lipoproteínas de baja densidad o LDL (del inglés low density lipoproteins).
Cuando la célula necesita colesterol para la síntesis de membrana, produce proteínas receptoras de LDL y las inserta en su membrana plasmática. Cuando el colesterol es captado pasa a los lisosomas donde se hidrolizan los ésteres de colesterol dando lugar a colesterol libre, que de esta forma queda a disposición de
presináptica durante la propagación del impulso nervioso, atraviesa el espacio sináptico y actúa cambiando el potencial de acción en la neurona siguiente (denominada postsináptica) fijándose en puntos precisos de su membrana plasmática.
Albumina : La albúmina es una proteína que se encuentra en gran proporción en el plasma sanguíneo, siendo la principal proteína de la sangre, y una de las más abundantes en el ser humano. Es sintetizada en el hígado
Toxinas
Virus( SV40 ): SV-40 es un acrónimo (en inglés) para virus 40 vacuolado del simio o virus del simio 40, es un poliomavirus hallado tanto en monos como en humanos. Tal como otros poliomavirus, el "SV-40" es un virus ADN que tiene el potencial de causar tumores, aunque mayormente persiste como una infección latente. El SV-40 se convirtió en un tema controversial cuando se reveló que millones de personas habían sido expuestos al virus después de recibir una vacuna para la polio producida entre 1955 y 1961
-Endocitosis independiente de clatrina o caveolina
Presencia de receptores de superficie
En rafts lipídicos planos
Participación de la dinamina/ no está claro, hay una GTP asa pero no se sabe si es dinamina
Vesículas 90nm
Carga: receptores, complejos de histocompatibilidad
Proteínas ancladas a GPI
Las dos últimas para su reciclado.
Exocitosis
Proceso por el cual la celula vierte al exterior diversas sustancias mediante fusiones de las vesículas y la membrana plasmática. 2 tipos
-Secreción constitutiva: que se produce en todos los tipos celulares, por ejemplo la liberación de glicoproteínas y proteoglicanos que conforman la matriz extracelular
Constitutivo: en todas las células
-Secreción regulada: en determinados tipos celulares, responden a señales, se produce en células de tipo glandular y que ante un estímulo secretan una determinada sustancia.
Las proteínas llevan secuencias de señalización y sufren modificaciones antes de iniciar el proceso-transportan vesículas con proteínas como respuesta.
Transcitosis
La molécula se incorpora en la célula y es transportada hasta que se libera sin ser utilizada ej en capilares endotélicos, puede ser cualquier tipo de endocitosis.
Fusión de vesículas
Se produce mediante el uso de proteínas transmembrana llamadas SNARE que pueden ser:
-V-SNARE: vesícula sinaptobrevinas
-T-SNARE: vesículas sintaxina y SNAP-25 membranas
PROCESO:
1-ubicación de la vesícula de transporte en la membrana diana adecuada
2-interacción entre v-snare y t-snare
3-fusión de membranas tras formarse el complejo snare a través de la fusion de snares
4-disociación y reciclaje de las protinas snare
Esto es solo un esquema, realmente es más complicado.
Una vez que la vesicular revestida es formada, viaja a lo largo de los microtúbulos de la célula (unida a una proteína motora) hasta que alcanza la membrana blanco fusionandose entonces con ella. Previo al acople con la membrana blanco la vesícula revestida pierde su cubierta y expone una clase de proteínas integrales de membrana llamadas SNAREs (acrónimo del inglés Soluble NSF Attachment Receptor, snare también significa lazo, trampa o cepo, en inglés). Estas proteínas son receptores localizados en la superficie de la membrana y median el acoplamiento selectivo y la fusión de vesículas por la interacción de pares complementarios de proteínas SNAREs. Hay dos clases de SNARES, v-SNARE (la v
