Especializaciones

de la membrana

celular

Especializaciones

de la membrana

celular

Sesión plenaria de Biología Celular

MC. SERGIO ÁLVAREZ BARAJAS

Especializaciones de membrana

Uniones intercelulares

Receptores

Pared Celular ( bacterias y plantas )

Unión ImpermeabilizanteUnión ComunicanteUnión Adherente

Martríz extracelular (células animales)

Especializaciones de membrana

Pared celular en vegetales. La mayoría de las células vegetales están rodeadas por una estructura rígida de celulosa, hemicelulosa, pectina. Sólo algunas endospermas y algas no la presentan.

Especializaciones de membrana

Pared celular en vegetales: Funciones

Da forma, soporte y estabilidad celular, protege a la célula de agentes patógenos (virus, bacterias, hongos), regula la presión osmótica. En las células vegetales en desarrollo presenta cierta elasticidad que pierde paulatinamente.

Exceso de agua normal Salida de agua

Especializaciones de membrana

Pared celular en bacterias: estructura rígida que rodea a la membrana celular.

Funciones:Mantener la forma.Contrarrestar el efecto de la presión osmótica.Proporcionar soporte a estructuras como cilios, flagelos,

fimbrias y pili.Sitio de anclaje y entrada de bacteriófagos.

Gram + Gram -

Especializaciones de membranaPared celular en bacterias

Gram + ; 90 % son capas de peptidoglicano compuesto de N-acetilglucosamina y N-acetil-ácido muramínico.

Gram - ; 20 % son capas de peptidoglicano, poseen además un espacio

periplásmico rodeado de una capa de lipopolisacáridos (LPS).

Especializaciones de membrana

Pared celular en bacterias Gram + y Gram -

Característica Gram + Gram -

Grosor de la pared 20-80 nm 10 nm

Número de capas 1 2

Contenido de Peptidoglicano >50% 10-20%

Acido Teicoico + -

Contenido de Lipidos y lipoproteinas 0-3% 58%

Contenido de Proteinas 0% 9%

Lipopolisacarido 0 13%

Sensible a peniclina + - (no tanto)

Digestión por lisosomas + - (no tanto)

MATRIZ EXTRACELULAR

1. Proteínas Fibrilares: Colágenos,

Elastina, Queratina 2. Proteoglucanos:

Ácido Hialurónico Glucosaminoglucanos

3. Proteínas Estructurales: Fibronectinas, Lamininas

Matriz extracelular:11 tipos de colágena

Colágena proporciona fuerza de tracción a los tejidos conjuntivos de los animales ( derma de piel, tendones, hueso, cartílago) 25% de masa proteica total de un mamíferos!

Las células organizan la Colágena que segregan

en forma de precursor ,denominado procolágena • Colagenasa-

enzima que transforma la procolagena en colagena

James Morris, “hombre de la piel elastica” 1890

Déficit congénita de colagenasa

Pelo escaso, uñas quebradizas

Elastina – flexibilidad (resorte)del tejido conectivo

Laminína y colágena tipo IV-proteínas principales de la lamina basal

Superficie basal del epitelio se sustenta en lamina basal unida al tejido conjuntivo por integrinas.

Proteoglicanos (geles de polisacaridos y de proteinas) ocupan espacios y resisten la compresión)

Uniones célula a célula

UNIONES INTERCELULARES2) Comunicantes

3) Adherentes

1) Impermeabilizantes

UNIÓN Asoc. Proteína Une a: Citoesqueleto Transmembranal

Impermeabilizantes Filamentos Intermedios Ocludinas y ZO-1 Otras células

Comunicantes - Conexinas Otras células

Adherentes Filamentos de Actina Cadherinas Otras células Integrinas Matriz

EC

Desmosomas Filamentos Intermedios Cadherinas Otras células

Hemidesmosomas Filamentos Intermedios Integrinas Matriz EC,

lamina basal

Especializaciones de membrana

Uniones intercelulares: Composición

Especialización de la membrana plasmática que forma un cinturón que rodea a la célula e impide el paso de moléculas entre las células de un epitelio. Las membranas de las células quedan separadas por únicamente 1-2 nm.

Especializaciones de membrana

Unión impermeabilizante: Estructura

Especializaciones de membrana

Unión impermeabilizante (unión estanca)

Constituye un sello hermético entre las membranas de dos células adyacentes impidiendo el paso de sustancias e incluso el libre tránsito de proteínas de membrana por fluidez.

Son agrupaciones de decenas a miles de canales transmembranales entre células adyacentes, que

permiten el intercambio directo de iones y pequeñas moléculas.

Especializaciones de membrana

Unión Comunicante: Estructura

Especializaciones de membranaUnión Comunicante:

Conexones : Presentes en todos los animales. En vertebrados están compuestos de conexinas, una familia de más de 20 proteínas.

Plasmodesmos : en vegetales

Especializaciones de membranaUnión Comunicante: Función

Conexones en acoplamiento celular coordinan la actividad de grupos de células para lograr mayor rapidez de comunicación y mejor sincronización de procesos de estimulación y supresión (ejemplo, desarrollo embrionario)

Banda de adhesión: Unión intercelular compuesta de cadherina y microfilamentos de actína (zonula adherens) ,que da resistencia mecánica a los tejidos y facilita el movimiento epitelial en conjunto.

Especializaciones de membranaUniones adherentes: Tipos y función

Desmosoma: “cuerpo de la piel”, Unión celular característica de los epitelios. Compuesta por cadherinas unidas a los filamentos intermedios de citoqueratina. Su función es mantener fuertemete unidas las células entre sí otorgando resistencia mecánica. Morfológicamente se distigue en dos formas: en banda y en punto.

Hemidesmosoma: Su función es fijar o anclar una célula a la lámina basal o al tejido conectivo otorgando resistencia mecánica. Similar al desmosoma en estructura .

Unión adherente: Desmosoma,

En bandaEn punto

Hemidesmosoma

Especializaciones de membrana

Unión adherente: Estructura

RECEPTORES de superficie celular1) Ionotrópico (asociado a un

c canal iónico)B. Receptor AMPA/AK

SUBUNIDADES: GluR1-4

AMPA,AK, Glu

2,3-Benzodiazepinas

Ca++Na+

2) Metabotrópico (asociado a enzimas)

Gi Go

AC PLC

N

C

AMPc

mGluR1,5

IP3 y DAG

mGluR2-4,6-8

4) De matríz extracelular

3) Con actividad de kinasa(asociado a proteina G)

Receptores de matriz extracelular

Célula emisora

Célula receptora

Moléculamensajera

Receptor

Especializaciones de membrana

Receptores: Comunicación intercelular

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Receptor postsináptico

Especializaciones de membrana

Diversidad de receptores y de respuestas

Mecanismos de transporte transmembranalA través de la membrana

Mediante vesículas

Transporte pasivoDifusión simpleÓsmosis Difusión facilitada: permeasas, canales

Transporte activoSimple, mediante transportadoresUnidireccional mediante co-transportadoresBidireccional de Intercambio

EndocitosisEndocitosis mediada por receptorFagocitosisPinocitosis

Exocitosis

Mecanismos de transporte transmembranal

A través de la membrana

Transporte pasivo: realizado a favor de un gradiente de concentración, por la energía cinética de las moléculas que atraviesan la membrana o por los transportadores que facilitan su cruce. Sin gasto directo de energía.

Difusión simple: Paso de moléculas liposolubles.

Ósmosis: Paso de agua a través de la membrana por canales.

Difusión facilitada: las moléculas atraviesan la membrana con la colaboración de proteínas transmembranales como las permeasas y las que forman canales

Mecanismos de transporte transmembranalA través de la membrana

Ósmosis: paso de agua a través de la membrana por canales.

Solución

hipotónica Solución

hipertónica

Mecanismos de transporte transmembranal

A través de la membranaTransporte pasivo:

Difusión simple

Difusión facilitada: permeasas y canales.

Mecanismos de transporte transmembranalA través de la membrana

Transporte activo: paso de moléculas a través de la membrana en contra de gradiente y con gasto directo de energía. Requiere de la participación de diversos tipos de proteínas intergrales.

Simple, mediante transportadoresUnidireccional mediante co-transportadoresBidireccional de Intercambio: bombas iónicas

Mecanismos de transporte transmembranal

Movimiento de iones a través de la membrana

Paso de iones: se da a través de complejos proteo-lipídicos: canales iónicos y bombas iónicas.

Bombas iónicas: encargadas de mantener la concentración adecuada de iones a ambos lados de la membrana.

Mecanismos de transporte transmembranal

Movimiento de iones a través de la membrana

Mecanismos de transporte transmembranalMediante vesículasEndocitosis: incorporación de materiales del exterior celular mediante la

formación de vesículas en la membrana plasmática que rodean y envuelven dicho material para que la célula pueda incorporarlo.

Exocitosis: Proceso por el que la célula saca al exterior material mediante la fusión de vesículas que lo contienen con la membrana plasmática.

Mecanismos de transporte transmembranalMediante vesículas

Endocitosis

Endocitosis mediada por receptor: incorporación de material mediante formación de pseudópodos, activada por un receptor de membrana.

Mecanismos de transporte transmembranalMediante vesículas

Endocitosis

Fagocitosis: incorporación de material mediante formación de pseudópodos.

Mecanismos de transporte transmembranalMediante vesículas

Endocitosis

Pinocitosis: incorporación de material; líquido y pequeñas partículas en solución, mediante la formación de invaginaciones.

Mecanismos de transporte transmembranalMediante vesículas

Exocitosis: Proceso por el que la célula saca al exterior material mediante la fusión de vesículas que lo contienen con la membrana plasmática.

Mecanismos de transporte transmembranal

Reciclaje de membrana de vesículas