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• rossie del carmen

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ASIGNATURA:

TEMA:

BIOLOGÍA

Composición y Organización Molecular de la Membrana Celular

GRUPO:

vmurrugarrab-8

FECHA:

10/06/2020

INTEGRANTES: -

FAVIANA ROCIO PEDREROS MUÑOZ (2018212956)

-

VLADIMIR JOEL PAUCAR HUAMANI (2019219502)

-

ADRIANA JUDITH PEDRAZA LLERENA (2020143735)

-

KEVIN MANUEL PEREYRA CHONG (2019201918)

AÑO:

2020

“AÑO DE LA UNIVERSALIZACIÓN DE LA SALUD”

pág. 1

Índice 1.- . ¿Debido a que característica una porina (una proteína presente en bacterias y en la membrana externa mitocondrial) puede atravesar la membrana celular? Señale además la diferencia con una proteína que atraviesa la membrana con una hélice alfa.

2.- Ordene las moléculas en la siguiente lista en función de su capacidad para difundir a través de una bicapa lipídica, empezando por la que atraviesa la bicapa con mayor facilidad. Explique la razón del orden que señale.

a.

Calcio iónico (Ca+2)

b.

CO2

c.

Ácido ribonucleico pequeño nuclear

d.

Molécula de agua

e.

Etanol

f.

Glucosa

3.- Explique la estructura de un canal iónico de sodio dependiente de voltaje y como funciona.

4.- ¿Cuál es la estructura y como funciona una bomba iónica de protones?

5.- ¿Cuáles son las funciones principales de la membrana celular?

pág. 2

1.- ¿Debido a que característica una porina (una proteína presente en bacterias y en la membrana externa mitocondrial) puede atravesar la membrana celular? Señale además la diferencia con una proteína que atraviesa la membrana con una hélice alfa. Las porinas son una clase de proteína transmembrana cuya estructura difiere radicalmente de las otras proteínas integrales. Su característica principal nos dice que su secuencia de aminoácidos es predominante polares y no contienen los segmentos hidrófobos largos típicos de las proteínas integrales con dominio α helicoidales que atraviesan la membrana. La cristalografía por rayos x revelo que las porinas son trímeras de subunidades idénticas. En cada subunidad, 16 cadenas β conforman una estructura con forma de barril con un poro en el centro. A diferencia de las proteínas globulares típicas solubles en agua, una porina tiene un interior hidrófilo y un exterior hidrófobo; en este sentido, las porinas tienen el interior hacia afuera, por lo que les permite atravesar así la membrana celular. Las proteínas de la membrana están suspendidas en forma individual o en grupos dentro de la estructura lipídica, formando los canales por los cuales entran a las células. La selectividad de los canales de proteínas le permite a la célula controlar la salida y entrada de sustancias, así como los transportes entre compartimientos celulares. Si hablamos de proteína transmembrana en primer lugar sabemos que pasa a través de la membrana y tiene características hidrofóbicas (que repele el agua) para interactuar con los lípidos de la bicapa lipídica (membrana celular). Además, un dominio citosólico y otro extra citosólico en contacto con el interior y exterior de la célula respectivamente, de carácter hidrofílicos ("les gusta el agua"). El resultado es una proteína anfipática. Como proteína integral que es, sólo se puede aislar de la bicapa mediante la aplicación de detergentes, como SDS. Las principales funciones son servir como canales transportadores de iones o moléculas, como por ejemplo las acuaporinas que transportan agua a través de la membrana; recepción de señales celulares, anclaje al citoesqueleto o a la matriz extracelular, etc.

En cambio, una alfa hélice presenta una estructura secundaria con una longitud de unos 25 a 30aminoácidos. Los residuos laterales han de ser en su mayoría pág. 3

hidrofóbicos, como alanina, leucina, isoleucina, etc. para poder interaccionar con el interior de la bicapa por fuerzas hidrofóbicas y de Van der Waals. Es importante señalar que el interior de la hélice está ocupado, y no sirve como canal. En los extremos de la hélice, pueden estar residuos con carga, que interaccionan con la cabeza polar de los fosfolípidos de la bicapa.

2.- Ordene las moléculas en la siguiente lista en función de su capacidad para difundir a través de una bicapa lipídica, empezando por la que atraviesa la bicapa con mayor facilidad. Explique la razón del orden que señale. a.

Calcio iónico (Ca+2)

b.

CO2

c.

Ácido ribonucleico pequeño nuclear

d.

Molécula de agua

e.

Etanol

f.

Glucosa



Dado que la bicapa lipídica actúa como una barrera muy impermeable a los iones y a la mayoría de las moléculas polares, las células han tenido que desarrollar sistemas para transportar estas sustancias a través de las membranas, esto lo consiguen mediante las proteínas transportadoras especializadas.

Por lo tanto, el transporte de pequeñas moléculas a través de la membrana se clasifica, en función de los requerimientos energéticos en transporte activo (se requiere energía) y transporte pasivo (no requiere energía).

pág. 4

Es por ello que el orden sería así:

CO2

Difusión Simple

H2O

Difusión Simple

Etanol

Difusión Simple

Glucosa

Difusión Facilitada

Ca

Difusión Facilitada

ARn

Difusión Facilitada

Difusión simple: Pasan a través de la bicapa lipídica las moléculas no polares, tales como oxígeno, nitrógeno, benceno, éter, hormonas esteroideas. Las moléculas polares sin carga también atraviesan la bicapa lipídica, si su tamaño es suficientemente reducido. Este es el caso del agua, CO2, la urea y el etanol que difunden rápidamente a través de la bicapa lipídica. Difusión facilitada: Los iones y la mayoría de las moléculas polares tales como la glucosa, aminoácidos, nucleótidos y muchos otros metabolitos celulares no pueden atravesar la bicapa y se transportar mediante proteínas transmembrana que pueden ser, proteínas en canal y proteínas transportadoras específicas.

3. Explique la estructura de un canal iónico de sodio dependiente de voltaje y como funciona.

Los elementos estructurales de un canal de sodio activado por voltaje. pág. 5

• La subunidad α está constituida por cuatro dominios homólogos interconectados por asas intracelulares

- Cada dominio consta de seis segmentos transmembranales (S1 a

El S4 se caracteriza por contener varios aminoácidos cargados positivamente, y funciona como sensor de voltaje.



En respuesta a la despolarización membranal, el movimiento del sensor

de voltaje ocasiona un cambio conformacional de la proteína que culmina en la apertura del poro conductor de los iones.

pág. 6

 También se muestra la compuerta de inactivación del canal, localizada en el asa que une los dominios 3 y 4; así como los sitios de unión, en las asas que unen a los segmentos 5 y 6 de cada dominio), localizados en

las

asas

del

poro.

 Además, se ilustra una de las subunidades auxiliares β que modula la expresión membranal y las propiedades biofísicas de la subunidad α; otra de sus funciones consiste en establecer uniones con proteínas de matriz extracelular o células adyacentes

4. ¿Cuál es la estructura y como funciona una bomba iónica de protones? ¿Qué es? Mecanismo de transporte iónico activo, que consume energía a través de una membrana en contra de un gradiente electromecánico. Mantiene las diferencias características en la concentración iónica entre el espacio intracelular y el extracelular. Estructura

La bomba sodio potasio es una proteína transmembrana que actúa como un transportador de intercambio anti porte (transferencia simultánea de dos solutos en diferentes direcciones) que hidroliza ATP (función ATPasa). Es una ATPasa de transporte tipo P, es decir, sufre fosforilaciones reversibles durante el proceso de transporte. Está formada por dos subunidades, alfa y beta, que forman un tetrámero integrado en la membrana. La subunidad alfa está compuesta por diez segmentos transmembrana y en ella se encuentra el centro de unión del ATP que se localiza en el lado citosólico de la membrana (tiene un peso molecular de aproximadamente 100.000 daltons). También posee dos centros de unión al potasio extracelulares y tres centros de unión al sodio intracelulares que se encuentran accesibles para los iones según si la proteína está fosforilada. La subunidad beta contiene una sola región helicoidal transmembrana y no parece ser esencial para el transporte ni para la actividad, aunque podría realizar la función de anclar el complejo proteico a la membrana lipídica. ¿Cómo funciona? pág. 7

La bomba expulsa a la matriz extracelular 3 iones sodio (Na+ ) a la vez que ingresa 2 iones potasio (K+ ) por transporte activo (gasto de ATP), lo que mantiene el gradiente de solutos y la polaridad eléctrica de la membrana (escaso sodio y abundante potasio intracelulares). Funciones

La bomba sodio potasio interviene en el mantenimiento de la homeostasis celular (la osmolaridad y el volumen celular). Además, es el principal encargado de la transmisión del potencial eléctrico, es decir, del impulso nervioso que mueve los músculos. DESPOLARIZACION: apertura de los canales de sodio y entrada de sodio REPOLARIZACION: se cierran los canales de sodio y se abren los de potasio así se produce una salida de potasio al exterior de la membrana HIPERPOLARIZACION: salida masiva de potasio 5. ¿Cuáles son las funciones principales de la membrana celular? La membrana celular se caracteriza porque:  Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.  Está compuesta por dos específicamente fosfolípidos.

sustancias

orgánicas:

proteínas

y

lípidos,

 Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa, donde se encuentran sumergidas las proteínas.  Es una estructura dinámica.  Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas sustancias (moléculas) a través de ella.  Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales.

Funciones pág. 8

 Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere decir que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.  Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.  Aísla y protege a la célula del ambiente externo

Bibliografía No hay ninguna fuente en el documento actual

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Jake Gutiérrez Ramírez. Mar 25, 2017Las propiedades de una bicapa lipídica se determinan por las estructuras de sus moléculas de lípidos. https://es.scribd.com/document/342979588/1 Asturnatura. Transporte pasivo a través de la membranahttps://www.asturnatura.com/articulos/envoltura-celular/membrana-plasmaticatransporte-pasivo.php#:~:text=El%20transporte%20pasivo%20a%20trav%C3%A9s,%2C %20hormonas%20esteroideas%2C... file:///C:/Users/USUARIO/Downloads/375981859-BIOLOGIA-EXPOSICION.pdf Portal educativo. https://www.portaleducativo.net/primero-medio/40/membranaplasmatica#:~:text=La%20membrana%20plasm%C3%A1tica%20conocida%20como,mol %C3%A9culas%20a%20trav%C3%A9s%20de%20ella. Bomba de protones. 1 abril del 2020.https://es.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_protones#:~:text=Una%20bomba%20de %20protones%20es,cualquier%20otro%20compartimento%20subcelular%20at%C3%B3mica.

pág. 10