17.1: Introducción

Las moléculas pequeñas como O2 o CO2 pueden atravesar las membranas celulares sin ayuda; ni las superficies hidrófilas ni el interior hidrófobo de la bicapa fosfolipídica son barreras para su tránsito. Por otro lado, la mayoría de las moléculas (¡incluso agua!) necesitan la ayuda de proteínas de transporte de membrana para entrar o salir de las células y orgánulos. Las proteínas de transporte pueden actuar como puertas que podrían estar abiertas o cerradas. Cuando están abiertas, permiten la difusión de moléculas dentro o fuera de las células a lo largo de un gradiente de concentración para que sus concentraciones se igualen a través de la membrana. Al igual que la difusión pasiva de gases pequeños, la difusión facilitada por las proteínas de membrana no requiere un aporte de energía. Por el contrario, algunas proteínas de transporte son en realidad bombas, utilizando energía química para mover moléculas a través de las membranas contra un gradiente de concentración. El resultado de este transporte activo es concentrar solutos en un lado de una membrana. Por ejemplo, las bombas que crean gradientes de iones sodio y potasio son las responsables de la excitabilidad de las células. Recordemos que esta es una de las propiedades fundamentales de la vida: la capacidad de las células y organismos para responder a estímulos.

Al leer este capítulo, busque cómo el cambio alostérico puede regular la función de la membrana, donde consideramos cómo:

• puertas de membrana y bombas funcionan
• las interacciones proteicas de membrana permiten que las células se autoensamblen en tejidos y órganos.
• las células dirigen el tráfico de proteínas al citoplasma, a la membrana misma, a los orgánulos o fuera de la célula
• las proteínas de membrana participan en la comunicación directa entre células adyacentes.
• las proteínas de membrana son receptores para comunicaciones de más larga distancia
• Las proteínas de membrana son receptores para comunicaciones de mayor distancia, respondiendo a neurotransmisores, hormonas y otras señales químicas externas.

Objetivos de aprendizaje

1. Explicar cómo/por qué la membrana plasmática de una célula difiere de la de otro tipo celular.
2. Explicar cómo/por qué la membrana plasmática difiere de otras membranas con en la misma célula.
3. Determinar si un soluto cruza una membrana plasmática por difusión pasiva o facilitada.
4. Explique cómo el salmón puede pasar parte de sus vidas en el océano y parte nadando río arriba en agua dulce para desovar, sin que sus células se marquen o estalle.
5. Explicar cómo el transporte activo almacena energía química (transporte de electrones de recuerdo).
6. Explicar el papel del transporte activo en el mantenimiento/restauración del potencial de reposo de una célula.
7. Compara y contrasta diferentes tipos de canales cerrados.
8. Describir el orden de los movimientos iónicos que generan un potencial de acción.
9. Definir y comparar exocitosis, pinocitosis, fagocitosis y endocitosis mediada por receptores
10. Distinguir entre moléculas de señal que ingresan a las células para entregar su mensaje químico y aquellas que entregan su mensaje solo hasta la membrana plasmática.
11. Rastrear una respuesta intracelular a una hormona esteroide a un probable efecto celular.
12. Rastrear una respuesta de células hepáticas a la adrenalina desde la membrana plasmática hasta la glucogenólisis (descomposición del glucógeno).
13. Comparar las actividades de transducción de señales de diferentes receptores de proteína G que conducen a la primera enzima quinasa activa.
14. Explicar cómo una célula hepática puede responder de la misma manera a dos hormonas diferentes (p. ej., adrenalina y glucagón)..., y por qué esto debería ser posible
15. Describir/explicar cómo una cascada de fosforilación amplifica la respuesta celular a una pequeña cantidad de una molécula efectora (señal).
16. Discutir las diferencias e interacciones entre el glicocáliz, la membrana basal y la matriz extracelular (MEC).
17. Explicar las funciones de ECM e identificar los componentes involucrados en esas funciones
18. Describir cómo la estructura molecular de la fibronectina soporta sus diferentes funciones.
19. Describir algunas relaciones estructurales entre las superficies celulares y el citoesqueleto.
20. Comparar y contrastar las estructuras y funciones de las diferentes uniones celulares.
21. Distinguir entre las estructuras y funciones de c adherinas, clatriina, COPs, adaptina, selectinas, SNARes y CAM.
22. Indicar una hipótesis para explicar por qué algunas células cancerosas se dividen sin formar un tumor