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El transporte celular es el intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a travésde la membrana plasmática o el movimiento de moléculas dentro de la célula. 

 

[editar]Transporte a través de la membrana celular

 

El proceso de transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior losdesechos del metabolismo y adquirir nutrientes, gracias a la capacidad de lamembrana celular depermitir el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte através de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeño tamañoson:

[editar]Transporte pasivo

 

Transporte simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante en la cual la célulano requiere de energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o del gradiente decarga eléctrica. Hay tres tipos de transporte pasivo:

1. Osmósis: transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática a favor desu gradiente de concentración.

2. Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un carrier otransportador para que las sustancias atraviesen la membrana.

3. Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática como los gasesrespiratorios y el alcohol.

Se pueden encontrar dos tipos principales de difusión simple:

Mediante la bicapa.

Mediante los canales iónicos.

[editar]Ósmosis

 

Artículo principal:  Ósmosis. 

Comportamiento de célula animal ante distintas presiones osmoticas

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Comportamiento de célula vegetal ante distintas presiones osmoticas

La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua sontransportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en quehay menor concentración de solutos a uno de mayor concentración de solutos para igualarconcentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa fosfolipidica. De acuerdo al medio enque se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a lamembrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis uosmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona debaja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membranasemipermeable.

[editar]Ósmosis en una célula animal

 

En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.

En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede

 

estallar dando origen a lacitólisis. 

En un medio hipertónico, la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se

 

llama crenación. 

[editar]Ósmosis en una célula vegetal

 

En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico.

En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión

 

de turgencia.

En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye,

 

produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendola plasmólisis 

 

[editar]Difusión facilitada

 

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de lamembrana y demasiado hidrofílicos para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos y

colesterol. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos.

Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso dedifusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa seune a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tanpronto como la glucosa llega al citoplasma, una quinasa (enzima que añade un grupo fosfato a un

 

azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa

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en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior → interior 

favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana

Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana

De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

[editar]Transporte activo

 

Es un mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de sumembrana desde regiones de menor concentración a otras de mayor concentración. Es un procesoque requiere energía, llamado también producto activo debido al movimiento absorbente departículas que es un proceso de energía para requerir que mueva el material a través de unamembrana de la célula y sube el gradiente de la concentración. La célula utiliza transporte activoen tres situaciones:

cuando una partícula va de punto bajo a la alta concentración. cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana porque son

selectivamente impermeables.

cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.

En la mayor parte de los casos este transporte activo se realiza a expensas de un gradiente deH+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, porprocesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP hidrolasas demembrana. El transporte activo varía la concentración intracelular y ello da lugar un nuevomovimiento osmótico de rebalanceo por hidratación. Los sistemas de transporte activo son los másabundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios

naturales la mayoría de los procariotas se encuentran de forma permanente o transitoria con unabaja concentración de nutrientes.

Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El modoen que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está dilucidado, pero engeneral se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el sustrato con granafinidad, experimentan un cambio conformacional dependiente de energía que les hace perderdicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior celular.

El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en direcciónascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o en contra ungradiente eléctrico de presión (gradiente electroquímico), es decir, es el paso de sustancias desde

 

un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contracorriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas portadoras deltransporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP (Adenosin TriFosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un Fosfato) con liberación de energía de losenlaces fosfato de alta energía. Comúnmente se observan tres tipos de transportadores:

  Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a través de lamembrana.

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  Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras quesimultáneamente transportan otra en sentido opuesto.

  Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra, frecuentementeun protón (H+).

[editar]Transporte activo primario: Bomba de sodio y potasio

 

Artículo principal:  Bomba sodio-potasio. 

 

Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume una molécula de ATP yes la encargada de transportar 2 iones de potasio que logran ingresar a la célula, al mismo tiempo

 

bombea 3 iones sodio desde el interior hacia el exterior de la célula (exoplasma), ya que

 

quimicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas. El resultado es ingreso de 2iones potasio (Ingreso de 2 cargas positivas) y egreso de 3 iones sodio (Egreso de 3 cargaspositivas), esto da como resultado una perdida de la electropositividad interna de la célula, lo queconvierte a su medio interno en un medio "electronegativo con respecto al medio extracelular". Encaso particular de las neuronas en estado de reposo esta diferencia de cargas a ambos lados de lamembrana se llama potencial de membrana o de reposo-descanso. Participa activamente en el

impulso nervioso, ya que a través de ella se vuelve al estado de reposo.[editar]Transporte activo secundario o cotransporte

 

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales como losaminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente deconcentración de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente producido por elsistema glucosa/sodio del intestino delgado).

 

  Intercambiador calcio-sodio: Es una proteína de la membrana celular de todas lascélulas eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior de lacélula empleando para ello el gradiente de sodio; su finalidad es mantener la baja

concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio

 

externo. Por cada catión Ca2+ expulsado por el intercambiador al medio extracelular penetrantres cationes Na+ al interior celular.1 Se sabe que las variaciones en la concentraciónintracelular del Ca2+ (segundo mensajero) se producen como respuesta a diversos estímulos y

 

están involucradas en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, 

 

la diferenciación celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad deprocesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+en elcitoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el aumento de laconcentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la delmedio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la muerte celular. El calcio es elmineral más abundante del organismo, además de cumplir múltiples funciones.2 

[editar]Transporte en masa

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Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos

mecanismos:[editar]Endocitosis

 

Artículo principal:  Endocitosis. 

La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandeso partículas, este proceso se puede dar por evaginación, invaginación o por mediación dereceptores a través de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego sedesprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma. Esta vesícula, llamada endosoma,luego se fusiona con un lisosoma que realizará la digestión del contenido vesicular.

Existen tres procesos:

  Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas. 

 

  Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandesvesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular. 

 

  Endocitosis mediada por receptor o ligando: es de tipo especifica, captura macromoleculasespecificas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en las membranaplasmatica (especificas).

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Una vez que se unen a dicho receptor, forman las vesiculas y las transportan al interior de lacélula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un proceso rápido y eficiente.

[editar]Exocitosis

 

Artículo principal:  Exocitosis. 

Es la expulsión de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la membranacelular.

La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionancon la membrana citoplasmática, liberando su contenido.

La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de excrecióncomo en la función endocrina.

También interviene la exocitosis en la secreción de un neurotransmisor a la brecha sináptica, paraposibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La secreción química desencadenauna des por eso se llama vaginolidis

La Membrana Celular y sus Funciones

La membrana celular esta presente en todo tipo de celulas, es propia tanto de la cleula animal como la de la celula vegetal. Al

 

observar una celula con el microscopio optico, podemos distinguir la membrana que la delimita y que recibe el nombre de membrana

 

celular o membra plasmatica, es el area de contacto entre la celula y el medio que la circunda; por ella entran sustanciasalimenticias y de ellos salen sustancias de desechos quimicos como las hormonas.

TODAS LAS CELULAS TIENEN MEMBRANA CELULAR

La membrana celular esta formada principalmente por biomoleculas de proteinas y lipidos y en las celulas de los mamiferos se

 

encuentran moleculas de azucar.las dos funciones principales de la membrana son:

 conservar las condiciones fisicas y quimicas en el interior de la celula

 regular los intercambios de sustancias entre la celula y el medio que la rodea.

En los organismos unicelulares, el medio que rodea a su unica celula es el aire o el agua. en los organismo pluricelulares el medioque rodea a cada celula puede ser la sangre y otras celulas vecinas. la membrana celular tiene poros.cuando la membrana deja el

 

paso a culaquier sustancia se le denomina permeable; es impermeable cuando no deja pasar ninguna sustancia. A la membranaque no permite el paso de unas sustancias pero si de otras, se le denomina semipermeable.

La pared celular es una envoltura que sólo tienen las células vegetales. Está formada por el polisacárido celulosa.

 

Caracteristicas:compuesto por

 

proteinaslipidosfosfoglicéridosesfingolípidos

 

colesterolglucidos

Alimentacion Celular: Endocitosis, Vesiculas y Lisosomas, Exocitosis

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para efetuar el transporte de las sustancias, la celula lleva a cabo varios procesos:difusionosmosistransporte activoendocitosisexotisispinositosis y fagositosis

la difusion y la osmosis son procesos fisicos que ocurren en cualquier medio y no exclusivamente en la celula o en el medio que la

 

rodea.los procesos restantes son exclusivamente de las celulas.

el transporte activo es llevado a cabo ppor todas las celulas y la endocitosis ( fagositosis y pinositosis ) y la exocitosis por las ce lulas

 

especializadas.

Procesos de Transporte Pasivo

La célula efectua algunos procesos sin hacer un trabajo y , por consiguiente, sin necesitar ni invertir energia; este tipo de procesos

 

se llaman procesos pasivos de transporte de sustancias, y son la difusión y la ósmosis.

Difusión

Dentro y fuera de la célula las sustancias se encuentran en constante movimiento y tienden a distribuirse uniformemente, es decir, siestan acumuladas en una region se dispersan hacia otras regiones, donde esten en menor concentracion. Esa distribucioin uniforme

 

se produce tanto en el medio interior como exterior de la célula. La célula la realiza por medio de un sencillo proceso físico llamadodifusión.

Mediante la difusión, sustancias como los aminoácidos, el oxígeno, el dioxido de carbono y otras sustancias sencillas entran y salende la célula. Para enfectuar la difusión de las celulas, la célula no requiere gastar energía, pues este proceso se da por la energíapropia del movimiento de las moléculas que se difunden. Éste proceso se da en una dirección, es decir, las sustancias pasan demayor concentración a la de menor concentración.

 

Ósmosis

En el medio celular, los líquidos, principalmente el agua, atraviesan membranas para llegar a los sitios donde sirven de alimento odonde lo disuelven. este fenómeno ocurre por medio de la ósmosis.

 

En la ósmosis, las sustancias disueltas en el agua tienen un papel importante. cuando las sustancias que estan disueltas en ella

 

tienen una mayor concentracion fuera que dentro de la célula, el agua sale a través de la membrana. Cuando la concentracion desustancias es mayor dentro de la celula, que fuera de ella, el agua entra. Este proceso es muy parecido a la difusión.

La ósmosis es un tipo de difusión. Es una difusión realizada a través de una membrana. Es un proceso puramente físico en el que

 

las moléculas que se difunden tienensu propia energia de movimiento, por ello al realizarlo, la célula no efectúa trabajo adicional, esdecir, no gasta energia.

 

La presion osmótica en la célula es similar a la presion del aire en un globo. Cuando a la çélula entra mayor cantidad de agua de lanormal , se hincha y se dice que esta en TURGENCIA, es decir mantiene tensa su membrana.El exceso de concentracion de agua puede hacer que estalle la celula. Si por lo contrario la celula pierde agua se "encoge", a este

 

fenomeno se le llama PLASMÓLISIS, y se dice que la célula esta plasmolizada.

Transporte Activo

Mediante la difusión y la ósmosis, las partículas de las sustancias atraviesan la membrana celular sin que la célula gaste energía,puesto que las sustancias pasan simplemente de un área de mayor concentracion a otra de menor concentración, sin embargo,

 

cuando las sustancias pasan en sentido inverso, es decir, de areas de baja concentracion a areas de alta concentracion, es " comosi tuvieran que navegar en contra de la corriente", por lo cual la célula trabaja y gasta energía para transportarlas a su interior. Estetrabajo celular se llama transporte activo.

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 Algunas particulas, por la concentración en que se encuentran y por diversas propiedades físicas y química, no pueden atravesar la

 

membrana celular de manera pasiva y lo hacen con la ayuda de moléculas acarreadoras, que forman parte de la membrana, portransporte activo.

Este es el proceso del transporte activo:

1.  el transportador, es una molecula, "reconoce" quimicamente a la particula que debe atravesar la membrana.

2.  el transportador se une a la particula que debe ser acarreada.

 

3.  el transportador lleva a la particula al otro lado de la membrana mediante un proceso que, si bien es complejo,pudiera equiparse con el transporte de una persona mediante una escalera electrica; en este caso, no es la personala que gasta energia, sino la escalera.

Endocitosis

Hay ocasiones en que la celula requiere llevar a su interior sustancias como proteinas, carbohidratos, lipidos en estado sólido o

 

líquido que por su naturaleza química o tamaño no pueden atravesar la membrana celular y entonces recurre a otros procesos,como la endocitosis.

la endocitosis es el proceso mediante el cual la célula transporta a su interior partículas de sustancias que por su tamaño no puedenatravesar un membrana; la célula debe invertir energía y por ello se dice que es un proceso activo.]

Los lisosomas son organelos citoplásmicos, de forma esferoidal, que invierten en la digestión. Contienen enzimas que facilitan las

 

relaciones quimicas que la ayudan a la celula a digerir el alimento. Los lisosomas tambien invierte en la expulsión de las sustanciasde desecho.

La endocitosis es casi siempre realizada por las células especializadas, como algunos globulos blancos de nuestra sangre, y poralgunos organismos unicelulares. Recibe el nombre de fagocitosis cuando las sustancias introducidas son sólidas y de Pinocitosiscuando son líquidas, o partículas muy pequeñas.

Fagocitosis

En griego, la palabra fagocitosis quiere ecir "comilón"o "glotón" y actualmente se utiliza para referirse a la ingestion celular. Consisteen captar la sustancia sólida que va a servir de alimento, mediante una vesícula formasa por la misma membrana.

Por lo general, las amibas (organismos unicelulares) "comen"o fagocitan. Posteriormente, las amibas vierten dentro de la vacuoladigestiva enzimas que transforman a la particula que ingieren en sustancias simples que la amiba aprovecha fácilmente paraalimentarse. La amiba puede emplear este proceso no solo para alimentarse , sino tambien para defenderse de otros organismos

 

unicelulares.

Hay células de los animales mamiferos, entre ellos el ser humano, que incorporan particulas sólidas, tan complejas y tan grandesque no podrían atravesar la membrana celular. Así, esas células, como lo hacen un tipo de glóbulos blancos, efectuan la fagocitosis

 

para destruir microorganismos u otras partículas extrañas que pueden dañar el organismo.

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Pinocitosis

En la célula, la pinocitosis es un proceso parecido a la fagocitosis, pero las sustancias introducidas se encuentran en estado liquido.

 

Las vacuolas o vesiculas formadas en este caso se llaman vesículas pinocíticas.

Exocitosis

Así como la célula introduce a su citoplasma sustancias que necesita, así tambien elimina las que ya no necsita. Y las descarga por

 

procesos muy parecidos a los de introducción.

Las sustancias de desecho se eliminan por exocitosis, que es el proceso opuesto a la endocitosis. Consiste en que la célula realiza

 

un trabajo para descargar a su exterior tanto los lisosomas viejos y su contenido como particulas muy grandes y complejas desustancias de desecho producidas por la célula. Cuando se trata de sustancias liquidas de desecho, la expulsion se lleva a cabopor pinocitosis inversa o emiositosis.

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