Membranas biologicas.

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Hélice x Lamina B Periféricas [pic 4]

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Las proteínas de membrana plasmática se dividen en varias categorías funcionales:

- Anclaje: Anclan la célula a la matriz extracelular y también se unen a los micofilamentos dentro de la célula (integrinas)

- Transporte pasivo: Ciertas proteínas forman canales para el paso selectivo de iones o moléculas

- Transporte activo: Bombean solutos a través de la membrana, para un ingreso directo energía

- Actividad enzimática: Catalizan las reacciones que ocurren dentro o en la superficie de la membrana.

- Traducción de señales: Los receptores se unen con las moléculas de señales y transmiten la información al interior de la célula.

- Reconocimiento de células: Funcionan como etiquetas de identificación, que otras células reconoces.

- Unión intercelular: Las proteínas de adhesión celular unen las membranas de las células adyacentes.

Las proteínas de transporte se mueven a través de las membrana, iones, aminoácidos, azucares, y otras moléculas polares. Los dos tipos principales de proteínas de transporte son:

1) Proteínas transportadoras: se unen al ion o a la molécula, experimentando cambios en su forma que provocan el movimiento de las moléculas a través de la membrana. A la transferencia de solutos se llama Transporte mediado por el transportador. A los que forman grupos de proteínas transportadoras se les llama Transportadores ABC: usan la energía donada por ATP para el traslado de ciertos iones, azucares y polipetidicos a través de la membrana celular; como también fármacos hidrófobos fuera de la célula.

2) Proteínas de canal: Forman túneles, llamados poros. Las células regulan el paso de materiales a través de los canales mediante su abertura y cierre, transportando iones (agua).

Las Porinas son proteínas transmembrana del canal con estructura de barril (lambian B) que permite que diversos solutos o agua pasen a través de la membrana, pero también están las acuaporinas identificadas por el investigador Peter Agre, que funcionan como canales que facilitan el traslado rápido de agua a través de la membrana plasmática y no permite el paso de iones y otras moléculas pequeñas.

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Transporte pasivo (Se da por difusión)

El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no gasta energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay menor.

Este gradiente que atraviesa la membrana es una forma de energía almacena. La energía almacenada es la energía potencial que se librea cuando los iones o moléculas se mueven desde una región de alta concentración a una de baja concentración, por esta razón tiene un movimiento espontaneo.

La difusión se produce con rapidez en distancias muy cortas. La velocidad de difusión esta determinada por el movimiento de las partículas, que a su vez está en función de su tamaño y forma, sus cargas eléctricas y la temperatura, cuando aumenta la temperatura, las partículas se mueven más rápido y aumenta la razón de difusión.

La difusión mueve solutos hacia un estado de equilibrio. Si la partículas no se agregan o se eliminan del sistema, se alcanza un estado de equilibro dinámico. En esta condición, las partículas están distribuidas uniformemente y no hay cambio neto en el sistema. [pic 9]

Hay dos mecanismos de transporte pasivo:

Difusión simple: las moléculas pequeñas de soluto, no polares (sin carga) se mueven en forma directa a través de la membrana a favor de su gradiente de concentración; a mayor concentración de soluto, más rápido será la difusión

Osmosis: Es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual el disolvente (agua) pasa selectivamente a través de una membrana semipermeable. La membrana de las células es una membrana semipermeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otras materiales. Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor (Tubo U) como resultado, el nivel del fluido desciende en el lado del agua y se eleva en el lado del agua y soluto.[pic 10]

El movimiento del agua a través de la membrana semipermeable genera una presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semipermeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones

La ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de una célula, esta debe estar rodeada de una solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución es la misma que la del interior de la célula. [pic 11]

Una disolución puede ser hipertónica y la otra hipotónica. Si el fluido tiene una concentración de sustancias disueltas mayor a la concentración dentro de la célula, su presión osmótica será mayor que la de la célula y se dice que es hipertónica. Si el fluido contiene menor concentración de materiales disueltos que el de la célula, el fluido tiene un presión osmótica más baja y se dice que es hipotónica, el agua entonces entra en la célula y hace que se hinche construyendo la presión de turgencia contra las paredes celulares. Si una célula contiene paredes celulares se coloca en un medio hipertónico, y pierde agua a sus alrededores y sus contenidos se reducen la membrana plasmática se separa de la pared células a este proceso se le conoce como plasmólisis.

Difusión Facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante