Transporte a través de la membrana celular

COLEGIO EUSTORGIO COLMENARES BAPTISTA
“COMPROMETIDOS CON EL PROCESO DE CALIDAD”
ASIGNATURA BIOLOGIA
GRADO UNDECIMO
DOCENTE SANDRA ROCIO PUERTO B
ESTUDIANTE ___________________________
DOCUMENTO LECTURA COMPLEMENTARIA
PERIODO 1
FECHA 03-04-2012
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Transporte a través de la membrana celular
El proceso de transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su
interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes, gracias a la capacidad de
la membrana celular de permitir el paso o salida de manera selectiva de algunas
sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos
básicos para las moléculas de pequeño tamaño son:
TRANSPORTE PASIVO
Transporte simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante en la cual la
célula no requiere de energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o
del gradiente de carga eléctrica. Hay tres tipos de transporte pasivo:
1. Osmósis: transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática a
favor de su gradiente de concentración.
2. Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de
un carrier o transportador para que las sustancias atraviesen la membrana.
3. Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática como los
gases respiratorios y el alcohol.
Se pueden encontrar dos tipos principales de difusión simple:
Mediante la bicapa.
Mediante los canales iónicos.
ÓSMOSIS
Comportamiento de célula animal ante distintas presiones osmóticas
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TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Comportamiento de célula vegetal ante distintas presiones osmóticas
La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua
son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un
punto en que hay menor concentración de solutos a uno de mayor concentración de
solutos para igualar concentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa
fosfolipidica. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La
función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no
requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno
consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja
concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una
membrana semipermeable.
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 la citólisis.
En un medio hipertónico, la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se
llama crenación.
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, ocurriendo
la plasmólisis
DIFUSIÓN FACILITADA
Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de
la membrana 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
de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la
glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso
del azúcar. Tan pronto 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 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:
a. Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana
b. Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana
c. De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo
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TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
TRANSPORTE ACTIVO
Es un mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su
membrana desde regiones de menor concentración a otras de mayor concentración. Es un
proceso que requiere energía, llamado también producto activo debido al movimiento
absorbente de partículas que es un proceso de energía para requerir que mueva el
material a través de una membrana de la célula y sube el gradiente de la concentración. La
célula utiliza transporte activo en 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 de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos
lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP
mediante ATP hidrolasas de membrana. El transporte activo varía la concentración
intracelular y ello da lugar un nuevo movimiento osmótico de rebalanceo por hidratación.
Los sistemas de transporte activo son los más abundantes 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 una baja concentración
de nutrientes.

Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e
inducibles. El modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto
aún no está dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una
vez captado el sustrato con gran afinidad, experimentan un cambio conformacional
dependiente de energía que les hace perder dicha 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
dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o
en contra un gradiente 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 contra corriente es necesario el aporte de energía procedente
del ATP. Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que
significa que pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos)
o AMP (un Fosfato) con liberación de energía de los enlaces 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 la membrana.
Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras
que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
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TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra,
frecuentemente un protón (H+).
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO: BOMBA DE SODIO Y POTASIO
Se encuentra en todas las células del organismo, en cada ciclo consume una molécula de
ATP y es 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 químicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas
el resultado es ingreso de 2 iones potasio (Ingreso de 2 cargas positivas) y egreso de 3
iones sodio (Egreso de 3 cargas positivas) esto da como resultado una pérdida de la
electro positividad interna de la célula lo que convierte a su medio interno en un medio
"electronegativo con respecto al medio extracelular". En caso particular de
las neuronas en estado de reposo esta diferencia de cargas a ambos lados de la
membrana 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.
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO O COTRANSPORTE
Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular tales
como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del
gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular (como el gradiente
producido por el sistema glucosa/sodio del intestino delgado).
Intercambiador calcio-sodio: Es una proteína de la membrana celular de todas las
células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior
de la célula 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
penetran tres cationes Na+ al interior celular.1 Se sabe que las variaciones en la
concentración intracelular 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 de procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de
la concentración de Ca2+ en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de
los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se
aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido
conduce a la muerte celular. El calcio es el mineral más abundante del organismo, además
de cumplir múltiples funciones.
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Transporte en masa
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Las macromoléculas o partículas grandes se introducen o expulsan de la célula por dos
mecanismos:
Endocitosis
La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior
moléculas grandes o partículas, este proceso se puede dar por evaginación, invaginación
o por mediación de receptores a través de su membrana citoplasmática, formando una
vesícula que luego se desprende 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:
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Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas.
Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes
vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.
Endocitosis mediada por receptor o ligando: es de tipo específica, captura
macromoléculas específicas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en la
membrana plasmática (especificas).
Una vez que se unen a dicho receptor, forman las vesículas y las transportan al interior de
la célula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un proceso rápido y eficiente.
Exocitosis
Es la expulsión de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la
membrana celular.
La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se
fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.
La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de
excreción como en la función endocrina.
También interviene la exocitosis en la secreción de un neurotransmisor a la brecha
sináptica, para posibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La
secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, desde
el axón de la célula emisora hacia la dendrita (u otra parte) de la célula receptora. Este
neurotransmisor será luego recuperado por endocitosis para ser reutilizado. Sin este
proceso, se produciría un fracaso en la transmisión del impulso nervioso entre neuronas.
Plasmólisis: Se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas;
debido a esto, el agua que hay dentro de la vacuola sale al medio hipertónico (ósmosis) y
la célula se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba. Finalmente se puede
observar cómo la membrana celular se separa de la pared (la célula se plasmoliza). Si es
que este fenómeno ocurre, la planta corre el riesgo de una muerte segura. Al menos hasta
que consiga agua que llene la vacuola, volviéndose la célula turgente nuevamente y que
se recupere. Es lo opuesto de turgencia
Crenación: La crenación es el fenómeno de destrucción de la célula animal cuando es
sometida a una solución hipertónica. Al estar en una solución con gran cantidad de soluto,
tiende a liberar agua, por lo que se contrae y pierde agua liberándola hacia la solución. La
destrucción de la célula es por deshidratación
Turgencia: determina el estado de rigidez de una célula, es el fenómeno por el cual las
células al absorber agua, se hinchan, ejerciendo presión contra las membranas celulares,
las cuales se ponen tensas.
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Hemolisis: es el fenómeno de la desintegración de los eritrocitos (glóbulos rojos o
hematíes). El eritrocito carece de núcleo y orgánulos, por lo que no puede repararse y
muere cuando se «desgasta». Este proceso está muy influido por la tonicidad del medio
en el que se encuentran los eritrocitos. Por ejemplo, en una solución hipotónica con
respecto al eritrocito, éste pasa por un estado de turgencia (se hincha por el exceso de
líquido) y luego esta célula estalla debido a la presión
Hipertónico: una solución hipertónica es aquella que tiene mayor concentración de soluto
en el medio externo, por lo que una célula en dicha solución pierde agua (H2O) debido a
la diferencia de presión, es decir, a la presión osmótica, llegando incluso a morir por
deshidratación.
Hipotónico: una solución hipotónica es aquella que tiene menor concentración de soluto
en el medio externo en relación al medio citoplasmático de la célula. Una célula
sumergida en una solución con una concentración más baja de materiales disueltos, está
en un ambiente hipotónico; la concentración de agua es más alta (a causa de tener tan
pocos materiales disueltos) fuera de la célula que dentro. Bajo estas condiciones, el agua
se difunde a la célula, es decir, se produce ósmosis de líquido hacia el interior de la
célula.
Una célula en ambiente hipotónico se hincha con el agua y puede explotar; cuando se da
este caso en los glóbulos rojos de la sangre, se denomina hemólisis
Isotónico: El medio o solución y la vuelta a la célula hace que se convierta en isotónica
es aquél en el cual la concentración de soluto es la misma fuera y dentro de una célula.
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