UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL
LISANDRO ALVRADO
DECANATO DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BILOGICAS
FISIOLOGÌA VEGETAL
TEMA 6
TRANSPORTE DE SOLUTOS A
TRAVES DE MEMBRANAS
• Los iones llegan a las raíces por tres vías:
 Flujo de masa
 Difusión hacia las raíces
 Crecimiento de las raíces hacia los iones
En los tejidos:
 El transporte celular depende de la
permeabilidad
selectiva
de
las
membranas
 Esto
permite
controlar
el
movimiento de solutos entre las célula
y el medio externo
Difusión a través de membranas
• Las biomembranas pueden ser barreras para
la difusión de ciertos solutos
• Cuando las sustancias son permeables, el
movimiento neto ocurre hasta que la
concentración del elemento es igual en ambos
lados y se alcanza el equilibrio
• Cuando las sustancias son impermeables,
permanecen en lugares separados y es
necesaria la ayuda de un transportador para
facilitar su paso a través de las membranas
Conformación estructural de las
biomembranas celulares
Lado externo
de la célula
Lado interno de
la célula
Proteína periferica
de membrana
Proteína integral
de membrana
Proteína periferica
de membrana
Selectivamente permeable
• El carácter lipídico de las
biomembranas, las hacen
impermeables a los solutos o
iones cargados, mientras que
los solutos no polares las
atraviesan fácilmente.
• La capacidad de las
biomembranas para permitir
y regular el transporte de
solutos depende,
principalmente, de su
composición química y
estructura molecular.
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
(inmersas en las biomembranas)
1. Canales iónicos
 Funcionan como poros selectivos.
Disponen de mecanismos de apertura y
cierre, sensibles a cambios del potencial
de membrana, luz, hormonas, etc.
 Específicos para ciertos iones como K+, y
Ca+, también para agua (acuaporinas) y
posiblemente
para
algunos
iones
orgánicos.
Canales proteínicos
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
Canales proteínicos
Acuaporinas
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
2. Portadores o transportadores
 Se enlazan o unen con un soluto en
particular, lo cual induce un cambio
conformacional en el trasportador
proteínico, permitiendo la liberación del
soluto del otro lado de la membrana.
Una vez el proceso se ha completado la
proteína revierte a su condición original
Portadores o transportadores
• Poseen un sitio activo
• Ocurren cambios
conformacionales
• Generalmente
transporta moléculas
polares (azucares) y
aminoácidos
• Transporte pasivo y
activo
Proteína
transportadora
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
3. Bombas electrogénicas (ATP asas)
 Emplean la energía que se produce a
partir de la hidrólisis del ATP, para
establecer un gradiente de protones a
lo largo de la membrana
 Contribuyen directamente a crear una
diferencia de electropoténciales
 Se han descrito bombas para H+, Ca2+
y Na+
TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DEL
TRANSPORTE
TRANSPORTE PASIVO
 Se realiza a favor de un gradiente de
concentración o electroquímico
 Proceso físico que ocurre
espontáneamente
 No requiere del aporte de energía
metabólica
Puede estar mediado o no por proteínas
transportadoras
 Es bidireccional
• Transporte Pasivo
Tipos:
 Difusión simple
 Difusión facilitada (canales y/o
portadores)
 Osmosis
 Flujo masal (corriente transpiratoria)
Transporte Pasivo
Difusión
•
•
•
•
•
Movimientos al azar
Estado de equilibrio
De mayor a menor concentración
En cortas distancias es casi instantánea
Su efectividad disminuye drásticamente
con las distancias
Difusión Simple
• Las moléculas pequeñas (CO2, O2
difunden fácilmente a través de las
membranas
• A menor solubilidad menor velocidad de
difusión
Factores que afectan la tasa de
difusión
• Diámetro de la molécula o ion
• Temperatura de la solución
• Carga eléctrica
• Gradiente de concentración
Difusión Facilitada
• Moléculas cargadas o polares no pasan
fácilmente a través de las membranas
Capas de hidratación (puentes de
hidrogeno)
El interior de la membrana es hidrofobica
• Se requiere de transportadores proteínicos
• El proceso se denomina difusión facilitada
Difusión Facilitada
Osmosis
Difusión de agua a través de membranas
• Las moléculas de agua pasan a través de
las membranas por osmosis
• La osmosis es u proceso pasivo que no
requiere de energía metabólica
• Depende del número de partículas
presentes
Transporte de agua
Difusión
Simple y
Facilitada
Exterior de la célula
moléculas de agua
ACUAPORINA
(poro selectivo para el
transporte de agua)
Membrana
plasmática
CITOPLASMA
Interior de la célula
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
Ing° María Elena Arboleda
Fisiología Vegetal
TRANSPORTE ACTIVO
CARACTERÍSTICAS DE TRANSPORTE
TRANSPORTE ACTIVO
 Se realiza en contra de un
concentración o electroquímico
gradiente
de
 Proceso que no ocurre espontáneamente
 Acoplado a una fuente de energía metabólica
 Siempre está mediado por proteínas transportadoras
 Es Unidireccional
 Permite la acumulación de solutos aun cuando la
concentración externa sea muy baja
Transporte Activo Primario
• Requiere
del
aporte
directo
de
energía
metabólica (hidrólisis del
ATP)
• Sólo transporta cationes
• Genera
el
potencial
electroquímico necesario
tanto para el transporte
pasivo como para el
transporte activo de iones
Bomba
(ATP-asa)
Energía
alto
Gradiente de potencial
electroquímico
Transporte Activo
( en contra del gradiente electroquímico)
Transporte activo
• Primario u Uniporte: los
transportadores movilizan
un solo soluto en una
dirección
• Bombas electrogénicas
• Ej: ATPasas
• transporte
activo
secundario:
ocurre
debido
al
gradiente
electroquímico establecido por el
transporte activo primario
Transporte activo secundario
1. Cotransporte,
simporte, symport :
Los transportadores
movilizan dos solutos
diferentes en una
misma dirección
Transporte activo secundario
• 2. Contratansporte,
antiporte, antyport: los
transportadores
movilizan dos solutos
diferentes en
direcciones contrarias
Transporte de solutos a través de membranas
• Transporte pasivo
 Difusión simple
 Difusión facilitada
 Osmosis
 Flujo masal
• Transporte activo
• T.A. primario (uniport)
• T.A. secundario
Tema 6.- Absorción y transporte de
solutos
Ing° María Elena Arboleda
Fisiología Vegetal
Molécula a transportar
Canal proteínico
Proteína
transportadora
Bomba
(ATP-asa)
alto
Energía
Difusión simple
Difusión facilitada
Transporte Pasivo
(en dirección al gradiente electroquímico)
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
bajo
Gradiente de potencial
electroquímico
Transporte Activo
( en contra del gradiente electroquímico)
Tema 6.- Absorción y transporte de solutos
Exterior de la célula
alto
bajo
alto
Gradiente de potencial
electroquímico para el
sustrato A
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
bajo
CITOPLASMA
Gradiente de potencial
electroquímico para el
sustrato B
Ej de Transporte de nutrientes
• Transporte Pasivo: Canales de K+, Cl-, y Ca+
y agua (depende de la polarización de la
membrana por las ATPasas).
• Transporte activo primario:
• Exclusión de iones H+ por las ATPasas de
membrana y utilización de energía metabólica
(ATP).
• Transporte activo secundario
• Los principales nutrientes se incorporan por
cotransporte con proteínas transportadoras:
• NO3-, NH4+, H2PO4– , SO42, Cl-, K+, glucosa,
aas, sac.
• Antiporte: proceso de exclusión del Na+
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