Transporte Moléculas a

Través de la Membrana

Membrana Plasmática

• Las membranas son algo más que

simples barreras de permeabilidad.

• Para el correcto funcionamiento de la

célula y sus orgánulos, es esencial que

determinadas moléculas y iones se

intercambien selectivamente

PERMEABILIDAD

SELECTIVA

INTERCAMBIO

CONTROLADO DE

IONES Y MOLECULAS

Células y el proceso de Transporte

• Característica esencial de cada célula o

compartimiento intracelular.

– Capacidad acumular una variedad de

sustancias en concentraciones, diferentes al

del medio que les rodea siendo algunas de

ellas macromoléculas.

SOLUTOS

H+

Moléculas orgánicas de

pequeño tamaño

Cl-

NA+

Macromoleculas

Ca+

K+

Metabolitos

Sustratos

que son

transportadas

ejemplos :

Azucares,

aminoácidos y

nucleótidos

La capacidad de movilidad selectivamente iones y moléculas orgánicas a través de una membrana, es

un proceso básico en la función celular.

•Tamaño

•Polaridad

•Carga

Las membranas celulares son selectivamente

permeables. Algunos solutos cruzan la

membrana libremente, algunos cruzan con

asistencia y otros no pueden cruzar.

El movimiento de solutos a través de la

membrana está determinado por su gradiente

electroquímico

• Movimiento de una molécula sin carga

neta, esta determinado por el gradiente

de concentración de dicha molécula a

ambos lados de la membrana.

Transporte de moléculas

PASIVO

A favor del gradiente, sin gasto energético

Difusión simple

Entre los fosfolípidos

Difusión Facilitada

Canales ionicos

Osmosis

ACTIVO

Contra el gradiente, requiere gasto energético

Hidrólisis ATP

O transporte concomitante de otro soluto

Primario o Directo

Por bombas de ATP

Secundario o Indirecto

Co-transporte

simporte antiporte

TIPOS DE TRANSPORTE DE

MOLECULAS

TRANSPORTE

PASIVO

• Los solutos se

desplazan de mayor

a menor

concentraciòn.

• No requiere gasto de

energetico.

• Puede ser de 3

clases

– DIFUSION SIMPLE

– DIFUSION

FACILITDA POR

CANALES

– DIFUSION

FACILITADA

Difusion simple

Forma mas sencilla

Movimiento neto no asistido

• Paso de pequeñas

molèculas y poco polares

• De preferencia sin carga

• Liposolubles

• Difunden entre los

fosfolìpidos

• Moleculas lipidicas

– hormonas esteroideas,

• Gases

– O2 y CO2, nitrògeno,

etanol, etc.

Difusión Simple: De mayor a menor concentración hasta alcanzar

equilibrio.

Progresa de mayor a menor energía libre

•La difusión mueve

los solutos hasta

alcanzar el equilibrio

• En la mayor parte de procesos de

transporte en las membranas, el cambio

en energía libre depende de los siguientes

factores .

• Gradientes de concentración o

electroquímico.

• otros factores:

– como el calor, la presión o la entropía

A favor del

gradiente de

concentración

Alta concentración de información

Baja concentración de información

OSMOSIS

• Una solución está formada

por un soluto o sustancia disuelta y un disolvente o sustancia que disuelve al soluto.

Movimiento de agua, en respuesta a diferencias

de concentración de solutos.

Osmosis :

•Mayor energía libre a menor.

•Menor concentración de solutos a mayor concentración.

Hipertonico / Hipotonico

• Cuando una membrana semipermeable separa

dos compartimientos con concentración

diferente de un soluto, se dice que:

1. El compartimiento de concentración más alta es

HIPERTÓNICO (o HIPEROSMÓTICO) en relación

con el compartimiento

2. de concentración más baja de soluto, que se

describe como HIPOTÓNICO (o HIPOSMÓTICO).

• Si colocamos una célula en una

solución hipotónica, la célula ganara

agua con rapidez por ósmosis y se

hincha

• Una célula colocada en una solución

hipertónica rápidamente pierde agua

por ósmosis y se encoge.

Aplicaciòn:

crenación Turgencia -

hemólisis

Difusión facilitada

• Movimiento a favor de

gradiente , asistido por

proteínas.

• Implica la participaciòn

de proteìnas

facilitadoras o

acarreadoras

especìficas.

• Molèculas polares que

no logran atravesar la

bicapa: azùcares

simples, aminoàcidos

Difusion por canales

• Mediante proteìnas

especìficas llamada

canales iònicos

• Son proteìnas con un

canal interno

• Pueden estar regulados

por un ligando o señal.

• No son necesarios

cambios

conformacionales

complejos

• Iones con carga:

Na, K, Cl, Ca, et.

Especificidad

Transportadores

Proteicos: alterna

dos estados

conformacionales

TRANSPORTE ACTIVO:

• Movimiento de moléculas en contra del

gradiente de concentración asistido por

proteínas.

• Implica consumo de energía

• Puede ser:

– Activo primario directo: ( reaccion quimica

exergonica) por bombas de ATP

– Activo secundario indirecto: cotransporte

Funciones Transporte activo

• Toma de sustancias nutritivas del medio

circundante.

• Permite eliminación de sustancias,

secreción y desecho.

• Desequilibrio en con concentraciones de

iones K+, Na+, Ca+ y H+.

BOMBAS

Direccionalidad

intrinseca –

unidireccional o

vectorial

Transporte activo

primario o directo • Basados en proteínas transportadoras, específicas.

Atpasas de transporte.

• Acoplada directamente a una reacción exergónica comúnmente hidrólisis ATP.

• Ejemplo: bomba de Na y K

TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO

Bomba de Na+/K+

Transporte activo secundario

indirecto • Proteínas de transporte actúan como

transportadores acoplados (coupled transporters).

• Intercambio simultaneo de dos solutos.

TRANSPORTE ACTIVO

SECUNDARIO (co-transporte) • SIMPORTE:

– Dos moléculas son transportadas por la misma

proteína, en la misma dirección.

– Una a favor del gradiente y la otra en contra. (Na+/glucosa o Na+/aminoácidos en el epitelio intestinal o del túbulo renal)

• ANTIPORTE:

– Dos moléculas son transportadas por la misma

proteína, en direcciones opuestas

– Una a favor del gradiente y la otra en contra. (Na+/Ca2+, Na+/H+).

SIMPORTE ANTIPORTE

Indirectamente usan la energía que se utilizó para generar el gradiente de la primera sustancia

Transporte activo

primario de Na y K

Endocitosis y la Exocitosis

• Procesos de transporte en masa que

permiten el movimiento de sustancias

encerradas en vesículas limitadas por

membranas.

Endocitosis

• Se le llama ENDOCITOSIS cuando las sustancias traspasan la barrera membranal y son incorporadas a la célula envueltas en una membrana vesiculosa.

Fagocitosis

• La célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida.

• Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o fagosoma.

• El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas.

• Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa

Pinocitosis

La sustancia a transportar es una gotita o vesícula de líquido extracelular. No se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica.

Una vez que el contenido de la vesícula ha sido

procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula.

Endocitosis mediada por

receptor • Se ha demostrado la presencia de

RECEPTORES de superficie de alta afinidad, los cuales incorporan macromoléculas ESPECIFICAS. – RECEPTORES de numerosas hormonas, factores

de crecimiento, enzimas, proteínas plasmáticas, proteínas vitalinas, toxinas y virus.

EXOCITOSIS

Se le llama EXOCITOSIS cuando las sustancias

traspasan la barrera membranal envueltas

en vesículas y son descargadas de la célula

durante episodios.

Laboratorio

Laboratorio

Veamos qué ocurre en las células vegetales

Célula en solución

hipertónica

Al fenómeno se lo conoce como PLASMÓLISIS

La célula pierde agua y se

arruga, la membrana

plasmática se separa de la

pared celular

Situación 1

H20

H20

H20

Pared celular

Membrana

plasmática

Situación 2

Célula en solución

hipotónica

La célula se hinchará por

ingreso de agua en su

interior

Al fenómeno se lo conoce como TURGENCIA

H20 H20

H20

Veamos qué ocurre en la célula animal

Glóbulo rojo en solución

hipertónica

Al fenómeno se lo conoce como CRENACIÓN

La célula pierde agua y se arruga.

Situación 1

H20

H20

H20

Membrana

plasmática

Situación 2

Célula en solución

hipotónica

La célula se hinchará por

ingreso de agua en su

interior

Al fenómeno se lo conoce como CITÓLISIS

H20 H20

H20