Membrana Celular y Transporte

Membrana celular y Transporte
La Membrana celular
La membrana celular está formada por una
bicapa lipídica, es decir por 2 capas de fosfolípidos
Y entre los fosfolípidos se encuentran
moléculas de Proteínas de diferentes tipos
Ver pág. 64 del Texto del Estudiante
Membrana celular y Transporte
A través de la membrana se mueve el material
que entra o sale de la célula, tales como iones y
moléculas de distinto tipo.
El proceso puede ocurrir de diferentes maneras,
dependiendo del tipo de partícula a transportar,
de la urgencia con que se deba mover el material,
de la disponibilidad de energía, etc.
Hay 2 formas de transporte a través de la
membrana:
Transporte Pasivo y Transporte Activo
El transporte celular
O Es el movimiento constante de sustancias a través de la membrana celular.
O El Transporte celular puede ser Activo o Pasivo.
O El Transporte Pasivo
O 1. NO requiere de energía celular. Dependen de la energía
O cinética de las partículas de la materia (átomos y moléculas) que están en
constante movimiento.(También puede ser energía eléctrica en caso de iones)
O 2. Las partículas se mueven de la zona de mayor concentración a la de menor
concentración (a favor del gradiente).
O El Transporte Activo
O 1. Utiliza energía de la célula (ATP).
O 2. Las partículas se mueven de menor a mayor concentración (en contra del
gradiente de concentración).
Ver pág.71 del Texto del Estudiante
La difusión es el movimiento de
átomos y moléculas de una región de
mayor concentración a una de menor
concentración.
En le caso de un cubo de azúcar en
un vaso de agua, la difusión
continuará hasta que el azúcar esté
diluida por completo en el agua.
Una vez que esto ocurre, la
concentración no cambia.
Las
moléculas seguirán moviéndose pero
la concentración se mantendrá
constante y a esto se le llama
equilibrio dinámico. Lo mismo pasa
con una gota de colorante en el agua.
A través de la bicapa de la membrana
también ocurre Difusión como muestra la
próxima diapositiva
Difusión en
general
El gradiente de concentración es la diferencia de concentración de una
sustancia entre dos regiones de la solución. Ej A y B en el esquema
La velocidad de la difusión es directamente proporcional al gradiente de
concentración.
Mayor gradiente de concentración

Mayor velocidad de difusión
El oxígeno y el dióxido de carbono pasan a través de los fosfolípidos de la
membrana celular por difusión.
La moléculas de oxígeno están altamente concentradas fuera de la célula
y se difunden hacia el interior de la célula.
Las moléculas de dióxido de carbono se difunden en cambio hacia el
exterior de la célula donde está menos concentrado
T R A N S P O R T E
P A S I V O
Difusión simple
En la Difusión Simple las partículas se
mueven desde donde están más
concentradas hacia donde están menos
concentradas, es decir, el movimiento es
a favor del Gradiente de concentración
En el proceso NO se gasta energía por
parte de la célula.
La Difusión Simple ocurre a través de la
bicapa de la membrana celular.
Algunas partículas que son
transportadas por Simple
Diusión; agua, urea, O2 CO2
T R A N S P O R T E
P A S I V O
Difusión facilitada
Se produce por la acción de moléculas transportadoras que
permiten que moléculas específicas puedan pasar al otro lado
de la membrana celular. Las moléculas transportadoras son
proteínas.
La difusión facilitada comprende el movimiento de sustancias a
favor de un gradiente de concentración o sea de mayor a menor
concentración .
Solo cierto tipo de moléculas se mueven por difusión facilitada.
La glucosa se mueve hacia los glóbulos rojos por difusión
facilitada y se difunde mucho más rápido que otros tipos de
azúcares con propiedades parecidas.
T R A N S P O R T E
P A S I V O
Difusión Facilitada
En esta forma de Difusión las moléculas atraviesan la membrana a través de
unas proteínas que facilitan su paso.
Hay 2 tipos de estas proteínas, ambas son Proteínas transmembrana.
Proteínas Canal
Estas pueden ser de 2 tipos:
• Permanentemente abiertas o
Canales iónicos y
• Compuertas que abren y
cierran para dar paso temporal
a las partículas
Ligando
Esta animación
muestra una
proteína Compuerta
regulada por
Ligando
Transportadores (Carriers) o
Proteínas Transportadoras
Estas proteínas transportan
moléculas(monómeros) por ejemplo
Glucosa
Compuerta
T R A N S P O R T E
P A S I V O
T R A N S P O R T E
P A S I V O
Una proteína transportadora en
la membrana tiene un sitio
activo donde solo se acomodan
ciertas sustancias.
Cuando una sustancia entra a la
proteína transportadora, la
molécula transportada libera
energía, y se cambia la forma de
la proteína transportadora.
Se cree que la proteína gira y lleva a la sustancia que transporta al
interior de la célula.
Una vez que la proteína transportadora libera a la sustancia que
llevaba, la proteína transportadora queda libre para continuar el
proceso.
T R A N S P O R T E A C T I V O
Transporte Activo
El transporte de algunos
materiales hacia adentro y
hacia fuera de la célula, ocurre
en contra de un gradiente de
concentración.
El Transporte Activo, es el proceso
mediante el cual la célula utiliza
energía (ATP.) para mover átomos y
moléculas contra un gradiente de
concentración.
Para esto, la célula usa energía
(ATP), para mover sustancias
desde
regiones
de
baja
concentración hasta regiones
de alta concentración.
Un ser humano en reposo utiliza de
30 a 40% de toda su energía para
el transporte activo de materiales
hacia las células.
T R A N S P O R T E A C T I V O
En esta forma de transporte las partículas se mueven
en contra del Gradiente de concentración, es decir,
desde donde están menos concentradas hacia donde
están más concentradas.
Se requiere energía por parte de la célula. La energía
que la célula ocupa es el Adenosín trifosfato (ATP)
también llamado Trifosfato de Adenosina
Hay 2 formas de Transporte Activo:
• Transporte mediante Bombas Ejs. La de Na-K
y la de Ca
• Transporte en Masa o de elevada masa
molecular
T R A N S P O R T E
A C T I V O
La Bomba de Sodio (Na) - Potasio (K)
a. Un ion Na+ proveniente del citoplasma se inserta con precisión en la
proteína de transporte.
b. Luego, una reacción química que involucra al ATP une un grupo
fosfato (P) a la proteína, liberándose ADP (difosfato de adenosina). Este
proceso da como resultado
c. Un cambio en la conformación de la proteína (cambio de forma) que
hace que el Na+ sea liberado afuera de la célula.
d. Un ion K+ en el espacio extracelular se inserta en la proteína de
transporte, que en esta conformación ofrece una mejor acopladura para
el K+ que para el Na+.
e. El grupo fosfato luego se
libera de la proteína, induciendo
la conversión a la otra forma, y el
ion K+ es liberado en el
citoplasma .
Ahora, la proteína está lista una
vez más para transportar Na+
hacia fuera de la célula.
Las células tienen otras
formas de pasar grupos de
moléculas pequeñas y
grandes moléculas y hasta
células enteras a través de
la membrana celular (como
lo hacen los glóbulos
blancos al fagocitar
bacterias).
La Endocitosis es el
proceso mediante el cual
las células obtienen
materiales que no pueden
pasar a través de la
membrana celular por su
gran tamaño o masa
.
Endocitosis
Hay tres tipos de Endocitosis:
la Pinocitosis ,
la Fagocitosis y
la Endocitosis mediada por Receptor
En la Pinocitosis la célula adquiere células pequeñas o gotas de líquidos
a. En la fagocitosis, el contacto entre la membrana plasmática y una
partícula sólida induce la formación de prolongaciones celulares que
envuelven la partícula, englobándola en una vacuola. Luego, uno o varios
lisosomas se fusionan con la vacuola y vacían sus enzimas hidrolíticas en el
interior de la vacuola, digiriendo o destruyendo los contenidos. La sustancia
ingerida queda en una gran vesícula endocítica llamada fagosoma. El
fagosoma frecuentemente se fusiona a un lisosoma que vacía en él sus
enzimas,
b. En la pinocitosis, la membrana celular se pliega hacia el interior de la
célula, formando una vesícula alrededor del líquido del medio externo que
será incorporado a la célula. Ver esquemas
c. En la endocitosis mediada por receptor, las sustancias que serán llevadas
al interior de la célula deben primero acoplarse a las moléculas receptoras
específicas. Los receptores se encuentran concentrados en zonas
particulares de la membrana (depresiones) o se agrupan después de
haberse unido a las moléculas que serán transportadas. Cuando las
depresiones están llenas de receptores con sus moléculas especificas
unidas, se ahuecan y se cierran formando una vesícula.
La pinocitosis, a diferencia de la fagocitosis, que es un proceso que
únicamente se realiza en células especializadas (células fagocíticas),
se realiza en casi todas las células eucarióticas, tanto las de
organismos unicelulares como de animales multicelulares, forman
continuamente vesículas pinocíticas a partir de su membrana celular.
En la endocitosis mediada por receptor, determinadas proteínas de
membrana sirven como receptores de moléculas o macromoléculas
específicas que serán transportadas dentro de la célula. Por ejemplo,
el colesterol entra en las células animales por este mecanismo.
Existen receptores específicos de la superficie celular que interactúan
con determinadas moléculas. La unión a partículas específicas
provoca la formación de una vesícula que transporta a las moléculas
de colesterol al interior de la célula. Algunos receptores, cuando están
desocupados o libres, se encuentran dispersos al azar sobre la
superficie de la membrana. Esto ocurre, por ejemplo, con los
receptores para la hormona insulina. Cuando las moléculas que serán
transportadas al interior de la célula se unen a los receptores, éstos
se juntan. Posteriormente, se forma una vesícula y los receptores
cargados de hormona son transportados al interior de la célula.
Tipos de Endocitosis
Endocitosis y Exocitosis
La endocitosis
es el movimiento de
materiales hacia
adentro de la célula,
por medio de vesículas
membranosas.
La exocitosis
es el movimiento de
materiales hacia afuera
de la célula, por medio
de vesículas
membranosas.
Exocitosis. Es el mecanismo por el cual las
macromoléculas contenidas en vesículas
citoplasmáticas son transportadas desde el
interior celular hasta la membrana
plasmática, para ser vertidas al medio
extracelular. Esto requiere que la membrana
de la vesícula y la membrana plasmática se
fusionen para que pueda ser vertido el
contenido de la vesícula al medio. Mediante
este mecanismo, las células son capaces de
eliminar sustancias sintetizadas por la célula,
o bien sustancias de desecho.
En toda célula existe un equilibrio entre la
exocitosis y la endocitosis, para mantener la
membrana plasmática y que quede
asegurado el mantenimiento del volumen
celular.