Unidad 2 - Estructuras Subcelulares y Transporte Flashcards
¿Cuáles son las funciones primarias de las membranas?
Las membranas biológicas tienen 4 funciones primarias:
- Servir de barrera de permeabilidad y límite. (Semipermeable)
- Organizar y localizar las funciones celulares. (Organelos)
- Regular procesos de transporte.
- Comunicación y detección de señales.
En una célula eucariota, ¿dónde podemos encontrar membranas?
Podemos encontrar una membrana alrededor del núcleo, en cada organelo y en la membrana externa (membrana plasmática).
¿Cuáles son los principales componentes, y sus correspondientes funciones, de las membranas celulares?
Principalmente tres:
- Lípidos: componen la vasta mayoría de la membrana, principalmente fosfolípidos que forman la bicapa. Adicionalmente lípidos como el colesterol están presentes.
- Proteínas: Hay dos categorías, integrales y periféricas. Las primeras se integran a la membrana (parcial o de forma atravesada), y cumplen una variedad de funciones. Las periféricas se encuentran hacia fuera de la membrana, unidas a membranas integrales.
- Carbohidratos: En general se encuentran en la superficie exterior de las células, y se ven unidas a proteínas (formando glicoproteinas) o a lipidos (formando glicolípidos). Estas cadenas de carbohidratos tienen una variedad de funciones, como reconocimiento celular, usado en el sistema inmune.
¿Cuáles son las tres clases principales de lípidos en la membrana celular?
Fosfolípidos (bicapa), glicolípidos (proteínas de reconocimiento) y esteroles (rol estructural, ej: colesterol).
¿Cuál es el fosfolípido más abundante en las membranas eucariotas?
La fosfatidil colina. (Tiene un “headgroup” de colina)
¿Qué es una micela?
Una micela es un conjunto de moléculas (en general lípidos) que forman una estructura esférica cuando están en contacto con un solvente.
Los ácidos grasos de una cola tienen una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica, por lo que la estructura más energéticamente favorable es “esconder” las colas hacia dentro, y solo exponer las cabezas.
Este es el principio activo de los detergentes, como los jabones.
En contacto con agua, ¿que estructura forman los fosfolípidos de una cola, y los fosfolípidos de dos colas, respectivamente?
De forma espontánea, cuando los fosfolípidos de una cola entran en contacto con agua, suelen formar micelas.
Por el otro lado, los fosfolípidos de dos colas forman bicapas, que pueden dar paso a una membrana o a un liposoma.
¿En qué formas se pueden mover los fosfolípidos en una membrana?
Tipos de movimiento:
- Difusión lateral (se desplazan hacia los lados).
- Rotación (rotan en un mismo eje)
- Difusión transversal (flip-flop, se dan vuelta en 180º)
- Flexión (mueven sus colitas uwu)
¿De qué depende la fluidez de una membrana lípidica?
Depende de varios factores, principalmente:
- Largo de cadenas: Mientras más largas las cadenas de fosfolípidos, mas rígidas (debido a que hay más superficie para fuerzas intermoleculares).
- Saturación: Mientras más saturados estén los fosfolípidos, más rígidas las membranas (porque se empacan más ordenadamente).
- Temperatura: A mayor temperatura, mayor fluidez de membrana.
- Esteroles (Colesterol): El colesterol regula la fluidez bidireccionalmente: a altas temperaturas, rigidiza la membrana, a bajas temperaturas, impide la gelificación (mantiene la fluidez). Es decir, estabiliza los extremos de Tº.
¿Cuáles son las características de la secuencia de aminoácidos de un segmento transmembrana?
Principalmente:
- Al menos 20 aminoácidos de largo.
- Suficientes aminoácidos hidrofóbicos. (Afín a las colas)
¿Qué son las porinas?
Son proteínas β-barriles que atraviesan una membrana celular y actúan como un poro donde pueden atravesar moléculas por difusión simple.
Estructuralmente, tienen residuos apolares mirando hacia afuera para interactuar con los lípidos en la membrana (hidrofóbico), y residuos polares hacia dentro para crear un canal acuoso (hidrofílico).
¿Dónde se encuentran la mayoría de los carbohidratos de una membrana?
La mayoría de los carbohidratos se encuentran asociados covalentemente con proteínas en la membrana, es decir, las proteínas se encuentran glicosiladas.
En general estos carbohidratos terminan formando una capa adicional hacia afuera de la membrana.
¿Qué son las balsas lipídicas?
Las balsas lipídicas son regiones de lípidos que contienen proteínas implicadas en la señalización celular.
Se caracterizan por tener altos niveles de colesterol y esfingolípidos (ácidos grasos con largas colas muy saturadas), lo que se traduce en que son más gruesas y menos fluidas que el resto de la membrana.
Su función es misteriosa, pero se cree que es principalmente señalización celular.
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas sodio? (intracelular o extracelular).
El sodio (Na+) suele estar en mayor concentración al exterior de la célula.
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas potasio? (intracelular o extracelular).
Suele haber mucho más potasio (K+) adentro de la célula.
En una célula mamífera normal. ¿dónde hay mas calcio libre? (intracelular o extracelular).
Suele haber más Calcio (Ca2+) afuera de la célula. Sin embargo, esto solo considera el calcio libre en el citosol, y no el que se encuentra dentro de organelos u otros reservorios de calcio.
Si una bicapa fosfolípidica planar (en forma de hoja) se suelta en un contenedor con agua, ¿qué debería ocurrir?
Debido a que exponer los bordes al agua es energéticamente poco favorable, la evolución lógica es que la estructura se cierre, formando una “bolita”.
¿Qué permeabilidad tienen las moléculas hidrofóbicas a través de bicapas lipídicas? Dé ejemplos de moléculas hidrofóbicas
Tienen permeabilidad muy alta, ya que atravesian con facilidad a través de los lípidos de la bicapa.
Ejemplos incluyen el O2, CO2, N2, hormonas estereoideas al igual que lípidos y grasas en general.
¿Qué permeabilidad tienen los iones a través de las bicapas lipídicas?
Casi nula permeabilidad. Iones como Na+, K+, Cl-, etc son conocidos por requerir otros medios de transporte a través de la membrana.
¿Cuáles son las dos grandes categorías de proteínas de transporte?
En general se divide entre carriers (transportadores) y canales.
¿Cuál es la diferencia fundamental entre transporte activo y pasivo?
La diferencia fundamental es que el transporte activo requiere energía y ocurre en contra de la gradiente electroquímica, mientras que el transporte pasivo no utiliza energía y siempre ocurre a favor de la gradiente.
¿Qué tipo de transporte ocurre en contra de gradiente?
El transporte activo.
El transporte por canales es siempre _______
El transporte por canales es siempre pasivo. (No requiere energía)
En el siguiente gráfico se muestran las curvas de cinética de transporte de dos tipos distintos de transporte ¿Cuál es cuál?
La curva lineal es de difusión simple, ya que no se satura. Por el otro lado, la curva logarítmica es la de proteínas de transporte, ya que se puede ver saturación.
¿Qué energía(s) permite(n) el transporte pasivo?
El transporte pasivo funciona aprovechando tanto gradientes electroquímicas como fuerzas eléctricas que surgen de potenciales en partes de la membrana.
¿Qué causa un cambio conformacional en un transportador?
En su mayoría es un evento aleatorio, relacionado a cambios espontáneos en el entorno.
Las concentraciones citoplásmicas de Ca2+ se mantienen bajas por la acción de la ______ de __.
Las concentraciones citoplásmicas de Ca2+ se mantienen bajas por la acción de la bomba de Ca2+.
¿Cuál es la diferencia entre un transportador y una bomba?
Un transportador o carrier utiliza movimientos conformacionales provocados por gradientes de concentración (sea a favor o en contra), mientras que una bomba usa una fuente de energía externa para ir en contra de gradiente.
¿Qué diferencian a un uniporte, un simporte y un antiporte?
Un uniporte usa la concentración de un determinado soluto para moverlo mediante cambios conformacionales.
Un simporte aprovecha la concentración de gradiente de otro soluto para impulsar el soluto en la misma dirección.
Un antiporte usa un soluto con una gradiente opuesta para impulsar el cambio conformacional.
¿Cómo pasa el agua hacia las células?
Puede pasar por osmosis (difusión simple) en menor grado, o por acuaporinas (en mayor grado).
¿Cómo se diferencian el manejo de osmolaridad entre las células animales, vegetales y protozoos?
Las células animales mantienen un balance mediante difusión y acuaporinas, pero son muy sensibles a cambios del entorno.
Las células vegetales tienen pared celular y vacuolas, así que tienen mas resistencia a cambios externos.
Los protozoos pueden eyectar agua periódicamente, incluso usándolo para moverse.
¿Qué rasgos distinguen a las moléculas que requieren canales para entrar a una célula?
Usualmente son moléculas grandes, moléculas polares y iones.
Cuando estas moléculas bajan a través de su gradiente de concentración, el proceso se conoce como difusión facilitada. Las moléculas pequeñas y no polares no requieren canales de membrana, y pueden moverse por difusión simple.
¿Qué es la difusión facilitada? ¿Es un proceso activo o pasivo?
La difusión facilitada es el movimiento de una sustancia hacia su gradiente de concentración, con ayuda de canales transmembrana.
Dado que la difusión facilitada no requiere energía, es una forma de transporte pasivo.
¿Qué significa el término isotónico?
Una solución isotónica es una con la misma concentración de solutos con respecto a otra solución.
Por ejemplo, los fluidos que se administran por vía intravenosa deben ser isotónicos con respecto a las células humanas(para evitar desbalancear solutos. En otras palabras, deben tener la misma osmolalidad, o concentración de soluto.
¿Cuál es la diferencia entre una solución hipertónica e hipotónica?
En comparación con una solución de referencia, una solución hipertónica tiene mayor concentración de solutos, mientras que una solución hipotónica tiene una concentración menor.
¿Qué termino describe el movimiento pasivo de agua u otro solvente según su gradiente de concentración?
Este proceso se llama osmosis. El agua siempre se va a mover de áreas con baja concentración de solutos hacia áreas con mayor concentración.
Esto usualmente se ve en casos donde dos compartimientos son separados por una membrana semipermeable. La membrana permite pasar agua, pero no solutos, por lo que la osmosis es necesario para igualar concentraciones.
Si una célula humana normal se pone en un contenedor con agua destilada, ¿Cuál es el resultado?
La célula va a hincharse, probablemente haciendo lisis (rompiéndose).
Dado que el agua destilada no contiene casi ningún soluto, es hipotónica en comparación con el interior de la célula. El agua va a viajar a favor de su gradiente, del exterior de la célula a su interior.
El tiburón cabeza de martillo vive en un entorno oceánico tropical. ¿Es mas probable que sus células sean hipertónicas o hipotónicas con respecto a células humanas?
Las células de tiburón son probablemente hipertónicas con respecto a células humanas.
Para evitar un desbalance hídrico, las células del tiburón se especializan para ser isotónicas, o por lo menos casi isotónicas, con respecto a su entorno. Dado que el agua del mar es muy salada, es muy posible que contengan más soluto que células de especies terrestres.
¿Qué pasa si se deposita una célula humana en una solución hipertónica?
El agua va a salir de la célula, haciendo que se arruge. Este proceso se llama crenación.
Una solución hipertónica tiene una concentración comparativamente alta de solutos. Debido a la osmosis, el agua va a moverse del entorno de baja concentración al de alta concentración, intentando igualar las concentraciones.
Casi todas las bombas reciben energía mediante la _______ de ___.
Casi todas las bombas reciben energía mediante la hidrólisis de ATP.
Algunas también pueden recibir energía de fotones.
¿Qué es un canal iónico?
Un canal iónico es un corredor o conducto proteico que permite que un ión cruce una membrana.
¿Cuáles son las 5 propiedades de los canales iónicos?
- Forman poros hidrofílicos transmembrana. (No como los carriers).
- Son angostos y altamente selectivos (para sodio, potasio, cloro, etc).
- Pueden abrirse y cerrarse (son regulados).
- Son altamente eficientes, con más de 100 millones de iones por segundo (105 veces más que un carrier).
- Permiten movimiento siempre a favor de una gradiente electroquímica.
¿Cómo se asegura la selectividad de los canales iónicos?
- Cargas negativas o positivas en la entrada del canal, con tal de repeler iones con distinta carga al objetivo.
- Diámetro del poro, limita el tamaño de los potenciales iones.
- Filtro de selectividad: son proteínas ionóforas, así que permiten que iones se unan de forma reversible y específica en un lugar del canal.
¿Cuáles son los distintos tipos de canales iónicos según su dependencia?
- Dependientes de voltaje.
- Dependientes de ligando (extra o intracelular)
- Dependientes de estrés mecánico.
- Dependientes de luz.
Entre otros.
¿Qué hacen las partículas de inactivación en los canales iónicos?
En los canales iónicos que la tienen, las partículas de inactivación bloquean (tapan) el flujo de iones por el canal (especialmente en canales de sodio).
Esta clase de inactivación recibe el nombre de inactivación de bola y cadena (ball and chain inactivation).
¿Qué estado adicional pueden tener los canales iónicos con una partícula de inactivación?
Todos los canales iónicos pueden estar abiertos o cerrados, pero si tienen una partícula de activación además pueden estar inactivos.
Esto es visto en la depolarización de neuronas, cuando la partícula de inactivación tapa el canal, los canales se inactivan y se pasa por el llamado periodo refractario, donde el canal no puede dejar pasar solutos, sin importar el voltaje.
En reposo, una neurona tiene un interior…. ¿negativo o positivo con respecto a su entorno?
Negativo, con un voltaje aproximado de -70mV (aunque varía).
¿En qué dirección opera la Na+/Ka+ ATPasa?
La bomba sodio/potasio exporta 3 iones de sodio e importa 2 iones de potasio en cada ciclo.
¿Qué factores afectan la velocidad de propagación de un potencial de acción?
Enumere los iones más importantes dentro y afuera de una neurona en reposo.
Afuera
Na+ → Sodio
Cl- → Cloro
Ca2+ → Calcio
Dentro
K+ → Potasio
A- → Otros aniones
¿Qué nombre reciben las dos posibles reacciones de una neurona frente a transmisores en una de sus sinapsis?
Si la neurona se hace más positiva: potencial excitatorio pos-sináptico (EPSP)
Si la neurona se hace más negativa: potencial inhibitorio pos-sinaṕtico. (IPSP)
El conjunto de estos potenciales en un rango de tiempo se integran, lo que puede llevar a gatillar un potencial de acción.
¿Cómo se llama la zona de la neurona que regula si gatillar o no el potencial de acción?
Cono axónico.
¿Qué rol tienen las vainas de mielina en la propagación de potenciales de acciones?
Las vainas de mielina aumentan la velocidad del potencial de acción creando espacios donde los iones se propagan por empuje, entre secciones llamadas nodos de ranvier”.
Este método de transmisión de potenciales de acción se llama conducción saltatoria.
