Departamento de ciencias Profesora: María Soledad Ríos

I medio

Guía de contenidos BiologíaTrasporte a través de la membrana

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Transporte celularLa membrana plasmática actúa como una barrera selectiva al paso de sustancias, permitiendo el paso de pequeñas moléculas e impidiendo el paso de otras de mayor tamaño. Para facilitar el tráfico de sustancias a través de la membrana, existen mecanismos de transporte que permiten el intercambio de sustancias entre el medio externo e interno. De acuerdo a si existe o no gasto de energía, estos mecanismos se pueden clasificar en trasporte activo y trasporte pasivo, respectivamente.La membrana celular esta compuesta por una bicapa lipídica en la cual están incrustadas las proteínas de membrana. Las proteínas de la membrana pueden desempeñarse en varias funciones. Las más conocidas son:Receptores: que captan mensajeros químicos del medio y desencadenan respuestas intracelulares.Enzimas: Aceleradoras de las reacciones químicas.Transportadores, Canales iónicos, Bombas: encargados de hacer pasar sustancias no liposolubles a través de la membrana

Paso de sustancias a través de la membrana plasmática

La membrana plasmática no deja pasar con la misma facilidad a todas las sustancias; por ello decimos que es

Diferencialmente permeable o semipermeable. Las sustancias pueden atravesar la membrana por dos vías principales:La bicapa lipídica hace prácticamente imposible el paso de sustancias hidrofilicas, como los iones. en cambio deja pasar con facilidad algunas moléculas polares pequeñas sin carga como el CO2, el agua y la urea; y moléculas apolares pequeñas como el oxigeno. La restricción al paso de algunas sustancias, impuesta por la bicapa, hace necesario que ellas pasen con la ayuda de cierta proteína.Las proteínas involucradas en el transporte, son de tres tipos: canales iónicos para el trasporte de iones; trasportadores, para el trasporte pasivo de moléculas medianas como la glucosa y los aminoácidos y bombas, para el trasporte activo de iones.Para comprender claramente el movimiento de sustancias a través de la membrana es necesario comprender algunos conceptos relacionados con el movimiento de sustancias en solución.Una solución es una mezcla homogénea entre dos componentes, uno que se encuentra en enorme proporción, llamado solvente; y otro que se encuentra en menor proporción, llamados solutos.Llamamos concentración la proporción de solutos que tiene una solución. Entre mas concentrada esta una solución mayor proporción de solutos y menor de solvente. La silencia de concentración entre dos puntos se llama gradiente de concentración.El movimiento de las partículas desde zonas en que están en mayor concentración hacia zonas de menor concentración se denomina difusión.El gradiente químico no es lo único que puede impulsar el desplazamiento neto de partículas. Otra fuerza capaz de hacerlo, en el caso de partículas con carga eléctrica, como los iones es la diferenciade cargas eléctricas que pueden haber entre una zona y otra. La diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos se llama gradiente eléctrico.

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Objetivo:Reconocer la membrana plasmática como una estructura capaz de transportar, selectivamente, sustancias hacia el interior y exterior de la célula. Instrucciones:Lee el siguiente texto y responde las preguntas del aprendizaje autónomo.

Para muchas sustancias existen gradientes electroquímicos entre un lado y el otro de la membrana celular. El sodio, por ejemplo, esta en mayor concentración fuera de las células animales que dentro de ellas. El potasio, en cambio, esta en mayor concentración en el liquido intracelular que en el extracelular. De acuerdo con los conceptos que acabamos de aclarar, si la Reconocemos tres tipos de difusión o de trasporte pasivo a través de la membrana: difusión simple de solutos a través de la bicapa; difusión facilitada de solutos, por canales iónicos o por trasportadores; y osmosis, que es la difusión de agua a través de la bicapa, o asistido por proteínas de trasporte tales como los canles iónicos y los trasportadores. Ellas tienen sitios de uniones específicos para determinado solutos, de modo que, por ejemplo, un canal para sodio no deja pasar calcio y un transportador de glucosa no trasporta aminoácidos.Los canales iónicos son proteínas con forma de tubos huecos por donde pasan los iones, ejemplo los canles de sodio, de potasio, de calcio y de protones. Todos ellos son importantes en todas

las células, pero se destacan en ciertos tipos o en ciertas funciones: los de sodio y de potasio, en el funcionamiento de las neuronas, mas específicamente, en la conducción de impulsos nerviosos; los de calcio, en el funcionamiento de las células musculares y en la respuesta de las células a ciertos mensajeros. Que los iones puedan difundir o no a través de la membrana depende, como es obvio, que sus respectivos canales estén abiertos o cerrados. Los canles se abren o se cierran dependiendo en general, de dos factores: el voltaje de la membrana y la unión de ciertas sustancias. La dirección en que se mueven los iones, en cambio, depende del gradiente electroquímico. Los trasportadores también conocidos como “Carriers” son proteínas que al unirse con el soluto que trasportan, experimentan un cambio conformación al que las hace pasar hacia el otro lado. Al igual que los canales, son específicos

y pueden ser bloqueados por la unión de otras sustancias. membrana fuera permeable al sodio, este difundiría hacia el interior. Este seria un desplazamiento a favor del gradiente de concentración para ese ión. Debido a que este movimiento es espontáneo se denomina trasporte pasivo. Por otra parte, es posible que las sustancias atraviesen la membrana en contra de sus gradientes es decir, hacia el lado en que se encuentran en mayor concentración. Este es un movimiento en contra de la tendencia espontánea de las partículas, comparable a hacer rodar una bolita hacia arriba en una pendiente, por lo tanto, requiere de un trabajo por parte de las célula, lo que significa que le requiere un gasto de energía. Por esta razón se denomina trasporte activo.

Difusión a través de la membrana: trasporte pasivo.

Debido a que están chocando entre si, las moléculas tienden a desplazarse, espontáneamente, desde donde están más juntas hacia donde lo están menos, hasta que alcanzan una distribución uniforme. En otras palabras, la tendencia espontánea de las moléculas en solución es a moverse a favor de su gradiente electroquímica lo que ocurre por ejemplo, cuando dejamos caer una gota de colorante dentro de un vaso con agua y en el ejemplo de las bolitas de té. Recordemos que este movimiento azaroso de las partículas, que hace que se distribuyan homogéneamente, se llama difusión.

Osmosis

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La difusión de un solvente, tal como el agua, a través de una membrana semipermeable. En el caso de las células el movimiento de agua a través de las membranas, a favor de su gradiente químico, es decir, desde donde el agua esta en mayor proporción hacia donde esta en menor proporción.

Dos soluciones son isotónicas si tienen la misma proporción de agua, es decir, la misma concentración total de solutos. Entre ellas, evidentemente, no hay transferencia neta de agua a través de una membrana. Al comparar dos soluciones que tienen diferente proporciones de agua, es decir, diferentes concentraciones totales de solutos, decimos que es hipotónica la que tiene menor concentración de solutos e hipertónica la tiene una concentración mayor. La osmosis es la transferencia de agua desde una solución hipotónica a una hipertónica, a través de una membrana semipermeable. En el caso de una célula animal como el glóbulo rojo, si se pone en una solución hipertónica respecto de su interior, perderá el agua y se arrugara. El fenómeno se llama crenación. Puesto en una solución hipotónica, en cambio, le entrara agua, se diluirá su contenido y se romperá la membrana celular, lo que se llama citólisis.

Transporte activoEl transporte activo es e l que ocurre en contra del gradiente electroquímico de las sustancias. Considerando solo el gradiente químico, podemos decir que

es el movimiento de partículas desde el lado de la membrana en que están menos concentrada hacia el lado donde lo están más, pudiendo ser hacia fuera o hacia dentro de la célula. Es comparable al desplazamiento de un objeto cuesta arriba, al desplazamiento de un móvil contra la corriente del agua de un río. Este transporte es realizado por una proteína de membrana llamadas bombas. La mayoría de ellas obtienen energía gracias a su actividad enzimático capaz de hidrolizar ATP. El ejemplo mas conocido es el de la bomba sodio potasio ATP asa, encargadas de sacar Na+ de la célula y hace entrar K+. Gracias a la acción de esta bomba, las células mantienen un gradiente electroquímico para cada uno de estos iones, a pesar de la difusión de ellos por sus respectivos.

Transporte mediado por vesículasPara el trasporte de grandes masa de sustancias en solución o de grandes partículas hacia el interior, así como también para la expulsión de moléculas grandes o en grandes cantidades, las células utilizan vesículas. Estas son esferas delimitadas por membranas, cuyo contenido permanece sin contacto con el resto del citoplasma. En este caso, la entrada de sustancias a la célula o a la salida, no involucra el paso a través de la bicapa ni la asistencia de proteínas de transporte (canales y transportadores)

Endocitosis:Es la incorporación de partículas en solución o de partículas grandes a la célula en vesículas que se forman por invaginación de la membrana plasmática y que se desprenden de esta hacia el citoplasma, conteniendo lo incorporado. La endocitosis de grandes masas de liquido se llama pinocitosis y la de grandes partículas por ejemplo proteínas bacterias o virus, fagocitosis, ciertos glóbulos blancos ingieren, fagocitosis, virus y bacterias, para destruirlos.

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Exocitosis:Es la salida de sustancias contenidas en vesículas por función de estas con la membrana plasmática, con la consecuente evacuación del contenido. Algunas de las sustancias exocitadas se unen a la cubierta celular, otras forman parte de la matriz extracelular y, por último, otras difunden hacia el líquido intercelular, como es el caso de los mensajeros químicos (hormonas, neurotransmisores.)

Trabajo autónomo:1. Lee atentamente el siguiente texto

y selecciona las ideas principales.2. Realiza un mapa conceptual con los

principales conceptos

3. Define los conceptos claves en tu cuaderno.

4. ¿Cuál es la importancia para la célula del transporte de sustancias a través de la membrana?

5. Realiza una tabla comparativa entre transporte activo y pasivo a través de la membrana.

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