Prote

1
El medio interno celular
Marta Gutiérrez del Campo
2
Matriz extracelular

• Aunque la frontera entre la célula y su entorno
  marca la membrana plasmática, hay que destacar la
  matriz extracelular, que se encuentra por fuera
  de dicha membrana.
• En los animales, la matriz extracelular es el
  medio m donde se encuentran las células que
  forman los tejidos.
• Esta constituida por
• Proteínas fibrosas
• Proteoglucanos
• Glucoproteinas estructurales

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Matriz extracelular

• Proteínas fibrosas
• El colágeno.
• La elastina.
• Proteoglucanos Moléculas complejas formadas por
  una cadena polipeptídica central a la que se unen
  los gluosaminoglucanos GAG que son polímeros de
  un disacárido. Entre los glucosaminoglucanos
  destaca por su importancia el ácido hialurónico.
• Glucoproteínas estructurales Forman una red de
  elementos que ínteractúan con los otros
  componentes de la matriz extracelular y con los
  de la superficie celular
• Fibronectina.
• Laminina.
• http//webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/2-matriz_ex
  tracelular.php

Funciones

1. Mantener unidas entre sí las células que forman
   los tejidos.
2. A los que también confiere elasticidad y
   resistencia ante los esfuerzos mecánicos.
3. Interviene en la organización tridimensional de
   los tejidos y árganos que aparecen durante el
   desarrollo embrionario.
4. Estructura que proporciona una continuidad entre
   tejidos de diferente naturaleza
5. Sirve como vía de comunicación.
6. Se ha comprobado también que participa en el
   crecimiento y diferenciación celulares.

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Paredes celulares
Es una forma especializada de matriz
extracelular que se encuentra adosada a la
membrana plasmática de las células vegetales,
esta formada por la superposición de capas de
celulosa unidas por un cemento formado por
hemicelulosa y pectina

• Se distinguen tres capas que de fuera a dentro
  son
• Lamina media es delgada y flexible y esta
  compartida por células vecinas formada
  básicamente por pectina que al ser permeable
  permite la entrada y salida de sustancias.
• Pared primaria delgada y semírrigida, esta
  formada por microfibrillas de celulosa orientada
  en diversas direcciones y con gran cantidad de
  pectina. Se distinguen tres capas de celulosa
  aunque en ocasiones hay más.
• Pared secundaria formada por múltiples capas de
  microfibrillas dispuestas paralelamente, lo que
  da gran resistencia a la pared aunque la célula
  pierde la capacidad de estirarse y posee muy poco
  cemento.
• La pared celular se puede impregnar de varias
  sustancias, entre ellas de lignina al proceso se
  le llama lignificacion por ejemplo en los vasos
  conductores en el xilema.

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Pared celular
Diferenciaciones de la pared celular

• A pesar de su resistencia y grosor la pared
  celular es permeable esto se consigue mediante la
  punteaduras y los plasmodesmos.
• Las punteaduras son zonas delgadas de la pared
  donde desaparece la pared secundaria y la pared
  primaria es muy fina. Las punteduras se sitúan al
  mismo nivel ente células vecinas.
• Los plasmodesmos son conductos citoplasmáticos
  muy finos que comunican células vecinas,
  desaparece la pared celular y la membrana
  plasmática de una célula se continúa con la de la
  célula vecina.

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Células eucarioticas
Compartimentación de las células eucarióticas

• El citoplasma que esta limitado por la membrana
  plasmática y al membrana nuclear
• Ocupa la mayor parte de la masa celular.
• Se encuentra el retículo endoplasmatico, la
  mitocondria, el aparato de golgi, los
  cloroplastos, lisosomas, peroxisomas y el núcleo.
• Ventajas
• Porque en el interior de cada estructura se
  acumula los enzimas responsables de un conjunto
  de reacciones del metabolismo con lo que se evita
  la difusión y se incrementa la velocidad de las
  reacciones.
• Es que al estar aislados los compartimentos
  determinados reacciones metabólicas que son
  químicamente incompatibles se realizan
  simultáneamente.
• Esta compartimentación necesita un complejo
  sistema de distribución que transporte las
  sustancias de un compartimiento a otro

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Membranas biológicas
Orgánulos y otras estructuras formadas por
membranas unitarias

1. Membrana plasmática
2. Retículo endoplasmático granular y liso
3. Aparato de Golgi
4. Lisosomas
5. Peroxisomas
6. Mitocondrias
7. Plastos
8. Vacuolas
9. Envoltura nuclear

• Membranas unitarias
• Constituyen fronteras que permiten no sólo
  separar
• Poner en comunicación diferentes compartimentos
  en el interior de la célula y a la propia célula
  con el exterior.
• La estructura es muy parecida.
• Las diferencias se establecen más bien al nivel
  de la función particular tienen los distintos
  orgánulos formados por membranas.
• Este tipo de membranas se denomina, debido a
  esto, unidad de membrana o membrana unitaria. La
  membrana plasmática de la célula y la de los
  orgánulos celulares está formada por membranas
  unitarias.

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Membranas biológicas
Membrana unitaria

• CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS
• Los fosfolípidos tienen
• Una parte de la molécula que es polar hidrófila
• Otra (la correspondiente a las cadenas
  hidrocarbonadas de los ácidos grasos) que es no
  polar hidrófoba.
• Las moléculas que presentan estas características
  reciben el nombre de anfipáticas

• FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS
• Si se dispersa superficie acuosa una cantidad de
  un anfipático, se puede formar una capa de una
  molécula de espesor monocapa
• Pueden también formarse bicapas, en particular
  entre dos compartimentos acuosos. Entonces, las
  partes hidrófobas se disponen enfrentadas y las
  partes hidrófilas se colocan hacia la solución
  acuosa.

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Membranas biológicas
Composición química

• Todas las membranas biológicas están constituidas
  básicamente por
• Lípidos los fosfolípidos son los principales
  lípidos constituyentes de las membranas
  plasmáticas. Sin embargo, no son los únicos
  representantes de este grupo, puesto que la
  mayoría de las membranas plasmáticas poseen
  también colesterol.
• Proteínas representan su principal componente
  funcional, desempeñando un papel fundamental en
  la regulación y control de su permeabilidad.
  Entre las proteínas de membrana, podemos
  distinguir también polipéptidos que poseen
  función enzimática, receptores para diversas
  señales (como las hormonales), que producen la
  adhesión celular y proteínas con una variedad
  enorme de funciones. Las proteínas de membrana
  pueden clasificarse, utilizando como criterio el
  grado de asociación a esta, en integrales y
  periféricas.
• Hidratos de carbono Los glúcidos de la membrana
  se presentan en forma de oligosacáridos o, con
  menor frecuencia, como monosacáridos. En todos
  los casos se encuentran unidos en forma covalente
  a lípidos, constituyendo glucolípidos, o a
  proteínas, constituyendo las famosas
  glucoproteínas. La ubicación de los glúcidos en
  las membranas plasmáticas se realiza, en forma
  casi exclusiva, en la capa superficial o externa
  de la bicapa fosfolipídica.
• La relación existente entre los lípidos y las
  proteínas de membrana suele variar dependiendo
  del tipo celular estudiado.

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Membranas biológicas
Características de las membranas

• Las moléculas que constituyen las membranas se
  encuentran libres entre sí pudiendo desplazarse
  en el seno de ella, girar o incluso rotar, aunque
  esto último más raramente.
• La membrana mantiene su estructura por uniones
  muy débiles Fuerzas de Van der Waals e
  interacciones hidrofóbicas.
• Esto le da a la membrana su característica
  fluidez.

• Todos estos movimientos se realizan sin consumo
  de energía.
• Una mayor cantidad de ácidos grasos insaturados o
  de cadena corta hace que la membrana sea más
  fluida y sus componentes tengan una mayor
  movilidad
• Una mayor temperatura hace también que la
  membrana sea más fluida.
• El colesterol endurece la membrana y le da una
  mayor estabilidad y por lo tanto una menor
  fluidez.
• Otra característica de las membranas biológicas
  es su asimetría, debida a la presencia de
  proteínas distintas en ambas caras.
• Las dos caras de la membrana realizarán funciones
  diferentes.

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Membranas biológicas
ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.

• Enunciada por Sanger y Nicholson (1972)
• La membrana plasmática es extraordinariamente
  delgada espesor medio de aproximadamente 10 nm
  (100 Å) ? Sólo se ve con el microscopio
  electrónico.
• Estructura de la membrana plasmática es la misma
  que la de cualquier membrana biológica.
• Formando una estructura en mosaico fluido
• En su cara externa presenta una estructura
  fibrosa, que no se encuentra en las membranas de
  los orgánulos celulares el glicocálix,
  constituido por oligosacáridos. Los
  oligosacáridos del glicocálix están unidos tanto
  a los lípidos glicolipidos, como a las proteínas,
  glicoproteínas.
• En la cara interna las proteínas están asociadas
  a microtúbulos, a microfilamentos y a otras
  proteínas con función esquelética.

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Membranas biológicas
Mecanismo de fusión de membranas

• La fluidez de los componentes de la membrana
  plasmática permite membranas provenientes de
  otros orgánulos celulares, como las llamadas
  vesículas de exocitosis se fusionen.
• Los componentes de la membrana de la vesícula se
  integran en la membrana plasmática haciéndola
  crecer.

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Membranas biológicas
Diferenciaciones de la membrana plasmática

1. MICROVELLOSIDADES. Las células que por su función
   requieren una gran superficie, tienen una
   membrana con una gran cantidad de repliegues.
2. DESMOSOMAS. Se dan en células que necesitan estar
   fuertemente soldadas con sus vecinas. En ellas,
   el espacio intercelular se amplía en la zona de
   los desmosomas y por la parte interna de ambas
   membranas se dispone una sustancia densa asociada
   a finos filamentos (tonofilarnentos), lo que da a
   estas uniones una gran solidez.
3. UNIONES IMPERMEABLES. Se dan entre células que
   forman barreras que impiden el paso de
   sustancias, incluso del agua. El espacio
   intercelular desaparece y las membranas de ambas
   células se sueldan.

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Membranas biológicas
Funciones de la membrana plasmática

• INTERCAMBIOS. La membrana es, básicamente, una
  barrera selectiva (permeabilidad selectiva).
  Limita a la célula e impide el paso de
  sustancias. La membrana es un elemento activo que
  escoge lo que entrará o saldrá de la célula.
• RECEPTORA. Algunas proteínas de la membrana
  plasmática van a tener esta función.
• Al existir diferentes proteínas receptoras en la
  membrana celular y al tener las células
  diferentes receptores, la actividad de cada
  célula será diferente según sean las hormonas
  presentes en el medio celular.
• RECONOCIMIENTO. Se debe a las glicoproteínas de
  la cara externa de la membrana.
• Van a reconocer las células que son del propio
  organismo diferenciándolas de las extrañas a él
  por las glicoproteínas de la membrana.
• Estas sustancias constituyen un verdadero código
  de identidad.

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias

1. DIFUSIÓN

Fenómeno por el cual las partículas de un soluto
se distribuyen uniformemente en un disolvente de
tal forma que en cualquier punto de la disolución
se alcanza la misma concentración.

• CLASES DE MEMBRANAS
• En los medios orgánicos la difusión está
  dificultada la por la existencia de membranas.
• En general, las membranas pueden ser
• Las membranas permeables permiten el paso del
  soluto y del disolvente
• Las impermeables impiden el paso de ambos.
• Las semipermeables permiten pasar el disolvente
  pero impiden el paso de determinados solutos.
  Esto último puede ser debido a diferentes causas

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias
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Membranas biológicas
Transporte de sustancias

1. DIFUSIÓN

• LA PERMEABILIDAD SELECTIVA
• Las membranas biológicas se comportan en cierto
  modo como membranas semipermeables y van a
  permitir el paso de pequeñas moléculas, tanto las
  no polares como las polares.
• Las primeras se disuelven en la membrana y la
  atraviesan fácilmente.
• Las segundas, si son menores de 100 u también
  pueden atravesarla.
• La membrana plasmática es permeable al agua y a
  las sustancias lipídicas. No obstante, como
  veremos más adelante, determinados mecanismos van
  a permitir que atraviesen la membrana algunas
  moléculas

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias

1. OSMÓSIS

Si a ambos lados de una membrana semipermeable se
ponen dos disoluciones de concentración diferente
el agua pasa desde la más diluida a la más
concentrada.

1. Al medio que tiene una mayor concentración en
   partículas que no pueden atravesar la membrana
   (soluto), se le denomina hipertónico.
2. mientras que al menos concentrado en solutos se
   le llama hipotónico.
3. Si dos disoluciones ejercen la misma presión
   osmótica, por tener la misma concentración de a
   ambos lados de la membrana semipermeable, diremos
   que son isotónicas.

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias

1. OSMÓSIS

• LAS CÉLULAS Y LA PRESIÓN OSMÓTICA
• El interior de la célula es una compleja
  disolución que, normalmente, difiere del medio
  extracelular. La membrana de la célula, membrana
  plasmática, se comporta como una membrana
  semipermeable.
• Si la célula se encuentra en un medio hipertónico
  Las células pierden agua, produciéndose la
  plasmolisis.
• Si la célula se introduce en una disolución
  hipotónica se producirá una penetración del
  disolvente y la célula se hinchará turgencia o
  turgescencia.

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias en forma molecular

1. TRANSPORTE PASIVO

• Transporte pasivo simple o difusión de moléculas
  a favor del gradiente
• Difusión a través de la bicapa lipídica.
• Sustancias lipidicas como las hormonas
  esteroideas
• Los fármacos liposolubles y el anestésico, como
  el éter.
• Sustancias apolares como el oxígeno y el
  nitrógeno atmosférico
• Algunas moléculas polares muy pequeñas como el
  agua, el CO2 el etanol y la glicerina.
• Difusión a través de canales protéicos. Se
  realiza a través de proteínas canal.
• Pasan así ciertos iones, como el Na el K y el
  Ca.
• Transporte pasivo facilitado (difusión
  facilitada).
• Determinadas proteínas llamadas permeasas, actúan
  como barcas para que estas sustancias puedan
  salvar el obstáculo que supone la doble capa
  lipídica.
• Las moléculas hidrófilas (glúcidos,
  aminoácidos...).

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Membranas biológicas
Transporte de sustancias en forma molecular

1. TRANSPORTE ACTIVO

• Cuando el transporte se realiza en contra de un
  gradiente químico (de concentración) o eléctrico.
• Para este tipo de transporte se precisan
  transportadores específicos instalados en la
  membrana, siempre proteínas, que, mediante un
  gasto de energía en forma de ATP, transportan
  sustancias a través de ésta.
• Con este tipo de transporte pueden transportarse,
  siempre en contra del gradiente de concentración
  o eléctrico
• Moléculas orgánicas de mayor tamaño
• Pequeñas partículas
• Bomba de sodio-potasio

http//www.youtube.com/watch?vw5uaZ2nV0qg
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Membranas biológicas
Transporte citoquímico

• Permite la entrada o la salida de la célula de
  partículas o grandes moléculas envueltas en una
  membrana.
• Se trata de un mecanismo que sólo es utilizado
  por algunos tipos de células
• Amebas.
• Macrófagos
• Las células del epitelio intestinal.

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Membranas biológicas
Endocitosis

• Las sustancias entran en la célula envueltas en
  formadas a partir de la membrana plasmática.
• Distinguiremos
• Pinocitosis. Es la ingestión de sustancias
  disueltas en forma de pequeñas gotitas líquidas
  que atraviesan la membrana al invaginarse ésta.
• Fagocitosis Es la ingestión de grandes
  partículas sólidas (bacterias, restos celulares)
  por medio de seudópodos. Los seudópodos grandes
  evaginaciones membrana plasmática que envuelven a
  la partícula. Ésta pasa al citoplasma de la
  célula en forma de vacuola fagocítica.

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Membranas biológicas
Exocitosis
Consiste en la secreción o excreción de
sustancias por medio de vacuolas, vesículas de
exocitosis, que se fusionan con la membrana
plasmática abriéndose al exterior y expulsando su
contenido.
En todos los mecanismos de endocitosis hay una
disminución de la membrana plasmática al
introducirse ésta en el citoplasma. Esta
disminución es compensada por la formación de
membranas por exocitosis.
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Membranas biológicas
Transcitosis
Es el conjunto de fenómenos que permiten a una
sustancia atravesar todo el citoplasma celular
desde un polo al otro de la célula. Implica el
doble proceso endocitosis-exocitosis.
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Interacción célula- célula
La membrana plasmática de ciertas células
diferencian en sus caras estructuras especiales
que les sirven para unirse unas a otras. Los
principales modos de unión entre células son