La Membrana Biológica y
Mecanismos de Transporte
Miss: Karina Brevis.
Objetivos
Describir los mecanismos de difusión a nivel molecular.
Mencionar los factores que afectan la velocidad de difusión.
Describir la membrana selectivamente permeable y su función en osmosis.
Definir las substancias osmóticamente activas en relación a concentración en una substancia.
Discutir cómo la pared celular afecta el
comportamiento osmótico de la célula.
Membrana celular
Funciona como una barrera semipermeable, permitiendo la entrada y salida de moléculas a la célula.
La membrana está formada por lípidos, proteínas y carbohidratos.
Los lípidos forman una doble capa cuya conformación conocemos como el Modelo Mosaico Fluído.
La molécula más común del modelo es el fosfolipido, que tiene una cabeza (hidrofílica) polar y dos colas(hidrofóbicas) no polares.
Funciones de la membrana celular
Reconocimiento y comunicación debido a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como receptoras de sustancias.
Protección del material genético
Expulsión de los desechos del metabolismo en el interior
de la célula y adquisición de nutrientes del medio
extracellular.
TRANSPORTE DE MEMBRANA
Pasivos
Osmosis
Difusión simple.
Difusión Facilitada.
Activos
Bombas. (Na K; Ca)
Co transporte. (Glucosa) Mediante Vacuolas
Endocitosis (Fagocitosis, Pinocitosis)
Exocitosis (Secreciones, Excreciones)
Mecanismos de transporte celular sin gasto de energía:
1.
Transporte pasivo o difusión: forma por la que las sustancias atraviesan la bicapa lipídica debido al movimiento contínuo de las moléculas.
Difusión simple: Es el movimiento cinético de moléculas o iones a través de la membrana sin necesidad de proteínas. A favor del gradiente de concentración.
Difusión facilitada: difusión mediada por un portador,
debido a que la sustancia transportada no puede
atravesar la membrana sin una proteína portadora
específica que le ayude.
Transportes Pasivos Difusión
Movimiento de una sustancia de una área de mayor concentración a una de menor concentración.
Tiene lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes.
Difusión
La velocidad dependerá de:
1. La energía cinética (que depende de la temperatura).
2. El gradiente de concentración.
3. El tamaño de las moléculas.
4. La solubilidad de las moléculas en la porción hidrofóbica de la bicapa.
Movimiento de moléculas y el medio ambiente:
Soluto: Molécula que se disuelve en una solución.
Solvente: Sustancia capaz de disolver las moléculas de soluto (generalmente agua).
Medio hipertónico: Mayor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro de ella.
Medio hipotónico: Menor cantidad de moléculas de soluto fuera de la célula que dentro de ella.
Medio isotónico: igual cantidad de moléculas de soluto fuera y dentro de la célula.
Difusión y Gradiente de Concentración
Medios de Concentración
isotónico (Gr. isos, igual + tonos, tensión)
Que tiene la misma concentración de solutos que otra solución. Si se separan dos soluciones isotónicas por una membrana
selectivamente permeable no habrá flujo neto de agua a través de la membrana.
hipotónico (Gr. hypo, debajo + tonos, tensión)
De dos soluciones de diferente concentración, aquella que
contiene la menor concentración de partículas de soluto; el agua se mueve a través de una membrana selectivamente permeable desde una solución hipotónica.
hipertónico (Gr. hyper, encima + tonos, tensión)
De dos soluciones de concentración diferente, la que contiene la mayor concentración de partículas de soluto; el agua se mueve a través de una membrana selectivamente permeable hacia la
solución hipertónica.
Semipermeabilidad
Las moléculas no polares pequeñas atraviesan
libremente una bicapa lipídica. Las moléculas polares relativamente grandes sin carga, o los
pequeños iones (con carga) no pueden atravesar el
interior hidrofóbico. El agua y otras moléculas polares pequeñas y sin carga
difunden a través de la
bicapa.
Movimiento Browniano
El movimiento que lleva a cabo una partícula muy pequeña que está inmersa en un fluido.
Se caracteriza por ser continuo y muy irregular.
La trayectoria que sigue la partícula es en zigzag.
Transportes Pasivos
Osmosis
Difusión de agua a través de una membrana que
permite el flujo de agua, pero inhibe el movimiento de la mayoría de solutos.
La
presión osmótica es la presión necesaria paraprevenir el movimiento del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.
Es una propiedad de tipo coligativa, (depende del
número de partículas).
No depende de la masa ni la carga de las moléculas.
Osmosis y membrana celular
Comportamiento de la
célula animal y la vegetal:
CELULA ANIMAL
Crenación: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipertónico y se arruga al perder agua.
Hemólisis: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipotónico y explota al llenarse de agua.
CELULA VEGETAL
Plasmolisis: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipertónico y pierde agua. Se observan areas blancas.
Turgencia: ocurre cuando la célula está expuesta a un ambiente hipotónico y esta comienza a llenarse de agua, pero no explota porque la pared celular la protege.
Elodea (hipotónica)
Elodea (hipertónica)
Medio isotónico
Elodea Eritrocitos
Transportes Pasivos
Difusión Facilitada
La difusión facilitada se realiza tanto por medio de las proteínas canal.
Permite que moléculas que de otra manera no podrían atravesar la membrana, difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula.
Este proceso permite el paso de iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-, monosacáridos, aminoácidos y otras moléculas.
Al igual que en la difusión simple el movimiento es a favor del gradiente de concentración de las moléculas.
TRANSPORTE ACTIVO:
Requiere un gasto de
energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana.
Ocurre contra el gradiente de
concentración.
La célula utiliza ATP como fuente de
energía.
Transportes Activos
En este proceso también actúan proteínas de
membrana, pero éstas
requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce
cuando el transporte se realiza en contra del
gradiente de concentración.
Son ejemplos de transporte
activo la bomba de Na/K, y
la bomba de Ca.
Transportes Activos
La bomba de Na+/K+
Requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa contra el gradiente
gracias a su actividad como bomba, ya que utiliza ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.
Transporte mediado por vesículas
