MEMBRANAS CELULARES TRANSPORTE A TRAVES DE LAS MEMBRANAS Y SIST DE ENDOMEMBRANAS

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MEMBRANAS CELULARES TRANSPORTE A TRAVES 
DE LAS MEMBRANAS Y SIST DE ENDOMEMBRANAS 
MEDIO DE LA CELULA 
Citoplasma → hipotónico contiene grandes cantidades de solutos (azúcares, 
aminoácidos, nucleótidos, iones, etc.). El H2O tiende a entrar a la célula produciendo su lisis 
Medio extracelular → hipertónico 
 
SEMIPERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA 
La membranas celulares solo permiten el paso de moléculas no polares y pequeñas. 
Cuanto más grande y más polar es una molécula más difícil es que pueda atravesar las 
membranas por difusión. 
Hay varias formas de transporte a traves de la mebrana. 
 
TRANSPORTE PASIVO 
• Difusion simpre 
• Dfusion facilitada 
o Mediado por canal. 
o Mediado por 
transportador. 
 
TRANSPORTE ACTIVO 
• Primario 
• Secundario 
 
TRANSPORTE PASIVO 
Las sustancias atraviesan las membranas a favor de un gradiente de concentración por 
lo tanto este proceso no requiere energía. 
 
DIFUSIÓN SIMPLE: 
Muchas moléculas pequeñas y no polares (O2, CO2, N2, hormonas 
esteroides, etc.) 
Ósmosis → pasaje de agua recibe el nombre de 
Diálisis → El pasaje de pequeñas moléculas de soluto se denomina 
 
 
DIFUSION FACILITADA: 
Mediada por transportador El transportador tiene un sitio de ligamiento que se une 
específicamente a la molécula que debe transportar y cambia su conformación para 
exponer el sitio de unión donde sea necesario 
Ej: transportador de glucosa. 
 
 
 
 
Mediada por transportador: El canal ionico forma un poro hidrofílico que 
discrimina la molécula que debe transportar por su carga y su tamaño y a 
través del cual iones o moléculas polares atraviesan las membranas. 
 Ej: AQUAPORINA 
 (Canal de H2O) 
 
 
 
 
NO REGULADOS → Los canales ionicos 
que se abren y se cierran continuamente 
debido a cambios termicos. 
REGULADOS → Estimulos incrementan el 
tiempo cerrados o abiertos 
 
 
TRANSPORTE ACTIVO 
Los transportadores denominados BOMBAS transportan una molécula o ion a través de 
una membrana en contra de su gradiente de concentración o eléctrico (gradiente 
electroquímico). Por lo que requiere ENERGIA. 
Diferente formas de trabajar de las bombas: 
 
PRIMARIO → Energía puede provenir de la luz, del ATP (bombas impulsadas por ATP) 
SECUNDARIO → Energia del gradiente de concentración o electroquímico favorable de 
otro soluto (bombas o transportadores acoplados). 
 
Los transportadores uniporte NO son bombas acoplada ya que es transporte pasivo 
 
 
 
 
 
Ejemplo bomba activada por ATP 
Bomba o ATPasa de Na + y K+ saca Na+ de la célula al mismo tiempo que entra K+ en 
contra de sus gradientes electroquímicos 
 
Diferencias en las concentración de K+ y Na+ entre el citosol y el líquido extracelular 
mantienen el volumen celular normal. 
+ concentracion de Na+ del lado externo y + de K+ en el lado interno, mantiene una 
diferencia de cargas eléctricas (diferencia de potencial). 
Este potencial permite que muchas células (p. ej neuronas) generen y transmitan señales 
eléctricas (potenciales de acción). 
Sin ATP se para el sistema, causa la muerte 
Otra importante bomba impulsada por ATP es la de Ca+ que se encuentra en la membrana 
plasmática y en la del retículo endoplásmico y mantiene bajas concentraciones de este ion 
en el citosol. 
RE almacenador de Ca+ 
 
TRANSPORTE DE GLUCOSA A TRAVÉS DEL EPITELIO 
INTESTINAL 
 
 
 
 
 
(1) Bomba de Na+/K+ y el canal de K+ 
generan una baja concentración de Na+ 
y un potencial de membrana negativo 
dentro de la célula intestinal. 
-(impulsado por atp – transporte activo) 
(2) El simporte de Na+/glucosa usa el 
gradiente para introducir glucosa hacia 
el citosol. 
-(acoplado – transporte activo) 
(3) Transportador uniporte GLUT2 
ingresa la glucosa a la sangre -
(difusión facilitada-transporte pasivo) 
SISTEMA VACUOLAR CITOPLASMATICO 
 
 
 
DISTRIBUCION DE LAS PROTEINAS 
Las proteínas son sintetizadas en los ribosomas. 
Pueden permanecer en el citosol o son clasificadas 
y enviadas a las membranas o organelas donde 
cumplen su función. 
Secuencia señal → secuencia de entre 15 y 60 AA 
presente en las proteínas que indica donde tienen que 
ir a cumplir su función 
Si no tiene ninguna se quedan en el citosol y cumplen 
su función ahí. 
 
La membrana 
plasmática realizaba 
todas las funciones, 
síntesis de proteínas, 
de ATP y de lípidos. 
El sistema de 
endomebranas 
permitió el aumento 
del tamaño de la 
célula eucariota 
Relación superficie 
volumen. 
SISTEMA DE Membrana Nuclear 
ENDOMEMBRANAS: Retlícuo Endoplásmico 
Aparato De Golgi Vesículas De Transporte 
Lisosomas Endosomas 
Resultado de la invaginación de 
la membrana plasmática 
(Se comunican con el exterior mediante 
vesículas) 
ORGANELAS CON Núcleo Cloroplasto 
DOBLE MEMBRANA: Mitocondria 
 
TRANSFORTE A TRAVES DEL PORO NUCLEAR 
Las proteínas que en unos de sus extremos secuencias señales 
 Entran al núcleo → señales de localización nuclear (NLS). 
 Salen del núcleo → señales de exportación nuclear (NES). 
Señales reconocidas por receptores de importación nuclear (importin) y receptores de 
exportación nuclear (exportin) que se unen a las proteínas del complejo del poro. Las 
proteínas que quieren entrar o salir (cargo) se unen a ellos, quienes permiten que pasen. 
 IMPORTACION EXPORTACION 
 
Proteína RAN es una proteína G monomérica que 
tiene su GAP en las fibrillas citosólicas del complejo del 
poro y su GEF en el interior del núcleo. 
Ran-GTP se une a los receptores cambiando su 
conformación y afinidad por las proteínas cargo. 
 
 
 
 
 
TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANAS 
MITOCONDRIAS 
La secuencia señal mitocondrial es reconocida por un receptor, la proteína es 
desplegada y transportada a través de una proteína traslocadora. 
Complejo TOM (Translocator Outer Membrane) → Formado por el receptor y el 
traslocador. 
Complejo TIM (Translocator Inner Membrane) → Transporta la proteína a través de la 
membrana mitocondrial interna. 
Una vez dentro de la matriz la proteína se pliega nuevamente con ayuda de chaperonas y 
una peptidasa de la señal corta la secuencia señal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RETICULO ENDOPLASMICO RUGOSO 
Las proteínas destinadas al sistema de endomembranas (RE, Golgi, endosomas, lisosomas 
y membrana plasmática), o a ser secretadas al exterior celular, son sintetizadas en 
ribosomas asociados al RER. 
La producción de un péptido o secuencia señal del RE es reconocida por la proteína 
Particula de reconocimiento de la señal o SRP (Signal-Recognition Particle) que al unirse 
se para la síntesis de la proteína (traducción). 
El receptor de SRP, al unirse a SRP, lleva los ribosomas a la superficie citosólica de 
RER donde se los entrega a la proteína translocadora 
Esta proteína se une a la 
secuencia señal y 
regula la entrada de la 
proteína a la luz del RER 
o la incorpora a la 
membrana de este. 
Finalmente una peptidasa 
de la señal corta la 
secuencia señal. 
Las proteínas que deben ejercer sus funciones en la membrana o en el interior de orgánulos 
con membrana, o ser exportadas fuera de la célula 
Entran al interior del RER o se incorporan a su membrana y luego son transportadas por 
vesículas. 
 
PEROXISOMAS 
Pueden formarse a partir de vesículas del RE o por división de peroxisomas preexistentes. 
Peroxinas (Pex) → proteínas que intervienen en la incorporación de proteínas al 
peroxisoma. 
Algunas peroxinas (3 y 16) se incorporan en el mismo RE y funcionan como receptores 
para Pex 19 que funciona comoreceptor citosólico para las proteínas de la membrana 
del peroxisoma formando peroxisomas vacíos o fantasmas. 
Receptor citosólico Pex 5 en la membrana reconoce la secuencia señal PTS de las 
proteinas y forma un complejo translocador con Pex 14 por donde ingresan las enzimas 
a la matriz del peroxisoma, p ej: catalasa. 
Las varias Pex intervienen en el reciclado de Pex 5 al citosol para ser reutilizado. 
Se obtiene así el peroxisoma maduro que por acción de Pex 11 puede dividirse y crecer 
repitiendo el proceso que se acaba de describir. 
 
Fallas en el proceso de importación de proteínas al peroxisoma causadas por mutación en 
los genes que codifican para varias peroxinas (p. ej. Pex 5) causan el síndrome de 
Zellweger. (“peroxisomas vacíos”) 
 
Si la proteína pasa muchas veces 
por la membrana tiene pares de 
secuencias de iniciación y de 
detención de translocación. 
TRANSPORTE POR VESICULAS 
Vesículas de transporte → conectan a los compartimientos del sistema vacuolar y la 
membrana plasmática. 
Transportan membranas con 
sus proteínas transmembrana y 
proteínas solubles y otras 
moléculas en su interior 
llamadas carga 
 
 
Proteínas De Recubrimiento: CLATRINA, COP I Y COP II 
Se ubican en la zona de la membrana que va a formar la vesícula. 
Se ensamblan en complejos e invaginan la zona de la membrana que se desprende para 
formar la vesícula que queda cubierta por la proteína. 
CLATRINA 
De a 36 moléculas de proteína forman la 
cobertura de la vesícula. 
Proteína G monomérica o GTPasa que 
une a GTP y lo hidroliza a GDP. 
Proteínas 
adaptadoras 
unen la clatrina a 
proteínas 
integrales de la 
membrana que 
funcionan como 
receptoras que 
están unidas a 
las moléculas 
cargo que serán 
endocitadas. 
 Un cambio de su conformación hace que se constriñe la conexión a la membrana 
plasmática separando la vesícula en formación de 
esta última. 
 
COP (COat Protein) → COPI y COP II 
Proteínas de la membrana, algunas de las cuales 
funcionan como receptores de la carga se unen a 
proteínas adaptadoras 
Las proteínas de recubrimiento median el transporte entre distintos compartimentos 
del sistema de endomembranas. 
La clatrina vesículas que salen del Golgi hacia las endosomas, las vesículas endocíticas y 
las que van desde las vesículas secretorias al Golgi. 
La COPI vesículas que se reciclan del Golgi al ER y las de la vía secretoria constitutiva. 
La COPII recubre vesículas que van del RE al Golgi. 
 
El compartimento al cual una vesícula se fusiona es específico y debe estar regulado. 
1ro Proteínas Rab → dirigen la vesícula al compartimento adecuado. 
Son GTPasas: unidas a GDP están en el citosol y cuando se unen a GTP despliegan una 
hélice que se une a sitios específicos de las membranas. 
Son reconocidas por proteínas de reconocimiento que están en la membrana target. 
Cada vesícula tiene una proteína Rab específica que es reconocida por una proteína de 
reconocimiento específico de la membrana. 
Hay más de 60 proteínas Rab. 
 
 
 
 
 
 
 
2do Proteínas SNARE → inducen la fusión de ambas membranas. 
Una vez que las dos membranas están cerca, las proteínas vSNARE 
que están sobre la vesícula se unen a las tSNARE que están sobre la 
membrana del compartimento target. 
Desplazan el agua que queda entre las dos membranas e inducien la 
fusión de las mismas 
La vesícula se conecta con el compartimento target y puede volcar su 
carga en él. 
 
TIPOS DE TRANSPORTE VESICULAR 
 
En rojo se indica la vía secretoria. 
En verde la vía endocítica. 
En azul la vía de recuperación que mantiene el balance de membranas entre los 
distintos orgánulos del sistema. 
LA VIA SECRETORIA_______________________________________ 
Las proteínas sintetizadas en el RER, que no tengan que permanecer allí, son 
trasladadas al Golgi por medio de vesículas cubiertas por COPII. 
La membrana que va a formar estas vesículas tiene receptores que van a unir las proteínas 
solubles que deben ser transportadas. 
Las vesículas pierden la cubierta luego de formarse, se fusionan entre sí para formar el 
grupo tubular vesicular y son transportadas por proteínas motoras a lo largo de 
microtúbulos hasta la cara cis del Golgi donde se fusionan para entregar las proteínas 
que acarrean a este último compartimento. 
Las proteínas receptoras pueden retornar desde el Golgi a RER para ser reutilizadas por 
medio de vesículas cubierta por COPI. 
Las proteínas de la membrana y las solubles del RE no se van por la via endocitica gracias 
a la secuencia señal, en las solubles → KDEL 
EXOCITOSIS. Las proteínas no necesitan una secuencia señal para recorrer esta vía. 
 
Vía secretoria constitutiva en todas las 
células eucariotas que entrega membrana 
y proteínas a la membrana plasmática y 
secreta proteínas solubles en forma continua. 
Ejemplo: las inmunoglobulinas y el colágeno. 
Vía secretoria regulada solo en las células 
secretorias cuyas proteínas se concentran y 
almacenan en las vesículas secretorias hasta 
que una señal extracelular produce la 
fusión de estas vesículas con la 
membrana plasmática. 
Ejemplo: hormonas y neurotransmisores. 
 
LA VIA ENDOCITICA________________________________________ 
Las células ingieren permanentemente fluidos y moléculas pequeñas y grandes y 
componentes de la membrana plasmática por ENDOCITOSIS. 
Las vesículas endocíticas con su carga van a endosoma tempranos donde se decide el 
destino de la carga. 
Algunas moléculas deben ser recicladas a la membrana plasmática (receptores). 
Otras continúan el proceso de maduración en los cuerpos multivesiculares y los 
endosomas tardíos que se fusionan con lisosomas para dar los endolisosomas que 
degradan la carga y los restos vuelven al citosol. 
Cada estadio de la maduración del endosoma recibe vesículas del Golgi que proveen las 
enzimas lisosómicas.