Tema 1 Biología celular 1, Apuntes de Biología Celular

¡Descarga Tema 1 Biología celular 1 y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity! Tema 1: Compartimentación celular y membranas celulares 1. LA COMPARTIMENTACIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA Se diferencia en: - Citoplasma: todo el contenido celular que está entre membrana y el núcleo. - Citosol: contenido del citoplasma que excluye a todos los orgánulos de membranas, y los elementos del citoesqueleto. La abundancia y forma de los orgánulos depende de las necesidades celulares. 2. MEMBRANAS CELULARES Son estructuras que posibilitan la existencia de diferentes compartimentos celulares. Estas estructuras son una delgada lámina de una doble capa de lípidos y proteínas que rodea a todas las células y a muchos orgánulos. Hay 2 tipos de membrana: Membrana plasmática y membranas endocelulares. 2.1 ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA Tienen una composición química compleja, está formada por lípidos y proteínas, donde: - La estructura de todas las membranas biológicas depende de las propiedades químicas de los lípidos (bicapa lipídica) - La función específica de cada biomembrana depende de las proteínas asociadas. 2.2 FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA - Aísla y relaciona a las células con el exterior o el orgánulo con el citosol - Con uniones intercelulares - Reconocimiento celular por receptores - Proteínas y lípidos intervienen en la señalización celular - Son semipermeables y permiten el transporte específico de sustancias de un lado a otro. 3. BICAPA LIPÍDICA Se forma una bicapa debido a que todos los lípidos de membrana son anfipáticos (cabeza polar hidrofílica y colas hidrofóbicas apolares). En medio acuoso forman micelas o bicapas. Asimetría de la membrana: La membrana tiene dos hemicapas: cara exoplásmica y cara citosólica. Estas caras se mantienen tanto en la fusión de membranas, como en los orgánulos, formación de vesículas de transporte… Movilidad de los fosfolípidos en la bicapa lipídica: Los fosfolípidos difunden lateralmente a lo largo de la membrana, confiriendo la fluidez propia de un fluido bidimensional (según el modelo de Mosaico fluido de membrana). La bicapa es altamente dinámica. Los principales movimientos que afectan a la dinámica son: - Difusión lateral: De fosfolípidos individuales y en grupo, ocurren interacciones electroestáticas entre ellas y la otra capa. - Flexión: articulación de las colas hidrocarbonadas por interacciones hidrofóbicas. - Flip-Flop: Los fosfolípidos se cambian de una hemicapa a otra gracias a intercambiadores de lípidos: scramblasas, flipasas o flopasas. Factores que afectan a la fluidez de la membrana: Cuanto mayores sean las interacciones entre lípidos (enlaces Van Der Waals), menor será la fluidez ya que estas interacciones aportan un estado líquido a la membrana. Hay factores que aumentan o disminuyen estas interacciones:  Temperatura: +temperatura, + energía cinética entre moléculas produciendo mayor número de choques y menor interacciones (enlaces), + fluidez. Según la temp, la bicapa transiciona de estado gel a fluido y viceversa. – temp, - fluida.  Propiedades de las cadenas hidrocarbonadas : - Longitud: + longitud = + interacciones = – fluidez - Número de insaturaciones: los dobles enlaces forman codos en la cadena, lo que dificulta las interacciones de esta. +dobles enlaces = +fluidez y +grosor  Presencia de colesterol : +colesterol = más rígida = -fluida CON INTERACCIONES SE REFIERE A ENLACES ENTRE LÍPIDOS 3.1 PRINCIPALES TIPOS DE MOLÉCULAS LIPÍDICAS EN MEMBRANAS CELULARES - FOSFOGLICÉRIDOS (fosfolípidos): Son los más abundantes. Derivan del glicerol-3-fosfato. - En el carbono 1 hay una cadena de ácidos grasos saturada. - En el carbono 2 hay una cadena de ácidos grasos con al menos una insaturación. - En el carbono 3 aparece el grupo fosfato unido al glicerol mediante un enlace éster, al que se une mediante enlace covalente un grupo polar, que es el que le da su característica especificidad (cabeza fosfopolar). Según su cabeza fosfopolar: - Fosfacolina: fosfatidilcolina (es el más abundante, con carga neutra). - Fosfaserina: fosfatidilserina (su grupo fosfopolar tiene carga negativa, por lo que su presencia va a aportar carga en la zona de la membrana que se encuentre) - Fosfalamina: fosfatidiletanolamina (con carga neutra) La fosfacolina es simétrica, que se distribuye en ambas capas y las otras dos son asimétricas ya que van a aparecer en la cara exoplásmica. - ESFINGOLÍPIDOS: Derivan de la esfingosina (es un aminoalcohol por eso es un lípido complejo). Son abundantes en la membrana. Si contamos de derecha a izquierda los carbonos: - Carbono 1: hay una cadena de ácidos grasos (normalmente saturada). - Carbono 2: se encuentra el grupo amino (NH2) (se establece un enlace amida del grupo amino con una cadena insaturada, esto se llama CERAMIDA) - Carbono 3: el grupo hidroxilo (OH). - Carbono 4 y 5: hay un doble enlace en el que continua la cadena de longitud variable. Cuando se esterifica (se une) un grupo polar en el OH del carbono 1, se forma: 7. TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA En la membrana la bicapa lipídica actúa como barrera. Lo que va a determinar el paso de moléculas será la carga de esta fundamentalmente, su tamaño y su hidrofobicidad. - Moléculas permeables: Son hidrofóbicas, sin polaridad ni carga (gases y hormonas esteroideas) - Moléculas pequeñas polares sin carga: son hidrofílicas, tienen cierta permeabilidad. - Moléculas grandes polares sin carga : son hidrofílicas, tienen aún menos permeabilidad. - Iones : no pueden atravesar la membrana y necesitan un transportador especial. Fuera hay Ca2+, Cl- y Na+; dentro hay K+ Y Mg2+. 7.1 TIPOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA Se clasifican en función de si necesitan una proteína o no para atravesar la membrana: DIFUSIÓN SIMPLE Es inespecífica, ya que la molécula no precisa de una proteína para atravesar la membrana. Se difunde directamente. Atraviesan las bicapas a favor de gradiente y sin gasto de energía. TRANSPORTE ESPECÍFICO O FACILITADO Son para moléculas que necesitan de una proteína de membrana para atravesarla. Se usan transportadores o canales o poros. a) TRANSPORTADORES: Se unen específicamente al sustrato, esta unión provoca un cambio conformacional del transportador que genera su entrada o salida: - Transporte pasivo o difusión facilitada : A favor de gradiente y sin gasto de energía. - Transporte activo : en contra de gradiente electroquímico y con gasto de energía (ej: Bomba Na+/K+) Funcionan como enzimas de membrana y tienen cinética enzimática. Tipos de transporte activo: o Transportadores acoplados: Transporta 2 moléculas simultáneamente, aprovechando el gradiente electroquímico del segundo soluto, que contiene la energía necesaria para transportar al primer soluto gracias a un cambio de conformación en el transportador. Simporte hacia el mismo sentido y antiporte en sentidos diferentes. o Mediante consumo de ATP: proteínas del transportador hidrolizan ATP y provoca el cambio conformacional para el transporte en contra de gradiente (bombas). o Mediante energía lumínica: se llaman bombas redox b) CANALES/POROS: Los canales forman poros que atraviesan la bicapa lipídica. Son selectivos para el soluto transportado. El soluto atraviesa la membrana por transporte pasivo (sin gasto de energía). Las proteínas no participan, la velocidad de transporte dependerá del gradiente. El transporte específico por canales es más rápido que el de los transportadores. 8. TRANSPORTE TRANSCELULAR Transporte de un lado de la matriz extracelular a otro. Un ejemplo es el transporte de la glucosa en el intestino, que pasa del lumen del intestino al fluido extracelular, pasando por la célula.  Entrada de glucosa a la célula (y Na): En el lumen del intestino hay baja [glucosa] y en la célula alta [glucosa], esto provoca dificultad para que la glucosa entre. Entra en contra de gradiente, a través de un transportador específico activo (bomba sodio). Al entrar el sodio, se favorece la entrada de glucosa Esto sería un cotransporte simporte glucosa-Na, la glucosa va en contra de gradiente electroquímico y el Na va a favor de gradiente electroquímico.  Salida de glucosa de la célula: Mediante un uniporte a favor de gradiente electroquímico. Y la glucosa tiene que pasar a los vasos sanguíneos.  Salida de Na de la célula: Mediante una bomba Na-K antiporte, con gasto de ATP, los 2 van en contra del gradiente electroquímico y la energía la aporta el ATP.