Transporte pasivo
La difusión de una substancia a través de una membrana sin
la necesidad de una inversión de energía de parte de la célula
Las moléculas poseen energía termal (calor)
Difusión – resulta del movimiento termal – la tendencia
de las moléculas de cualquier substancia a
distribuirse equitativamente en el espacio
disponible
La difusión puede ser direccional
Difusión de solutos a través de una membrana
Mismo número de moléculas
cruzando en ambas direcciones
Puntos importantes
En la ausencia de otras fuerzas una substancia se difunde de una
área de mayor concentración a una de menor
Cada substancia se mueve siguiendo su propio gradiente de
concentración independientemente del de otras moléculas
La mayor parte del tráfico de substancias a través de la membrana
ocurre por difusión
Transporte pasivo cont.
La célula no tiene que invertir energía para que esto se lleve a cabo
El gradiente de concentración representa la energía potencial
El gradiente de concentración representa la energía potencial que
se convierte en cinética cuando se mueven las moléculas a través
de la membrana
Efecto de la osmosis en el balance de agua en la célula
More free water molecules
(higher concentration)
Fewer free water molecules
((lower concentration)
La solución con la mayor concentración de solutos tiene la menor concentración de agua
(de mayor a menor concentración de moléculas libres).
¿ Qué ocurre en la célula ?
La concentración de la mayoría de los solutos en la célula es bajita
= los solutos no afectan la concentración de agua
significativamente dentro de la célula.
El hecho de que las moléculas de agua se le adhieren a las
moléculas hifrofílicas dentro de la célula resulta en que una menor
concentración de moléculas sueltas de agua
La difusión de agua a través de una membrana selectivamente
permeable se conoce como osmosis
El balance osmótico en células que carecen de pared
No net movement
“Crenación”
Bacterias, hongos y plantas
Tonicidad – la capacidad de una solución para causar que una celula gane o
pierda agua
Datos importantes
La tonicidad depende de la concentración de solutos (que no
pueden cruzar la membrana) dentro y fuera de la célula.
El fluído extracelular es usualmente isotónico con el que se
encuentra en el interior de la célula
Los organismos que habitan ambientes hiper e hipertónicos tienen
adaptaciones especiales que les permite osmoregular
Difusión facilitada: transporte pasivo mediado
por proteínas
Muchas moléculas e iones polares que no pueden atravesar la
membrana directamente pueden cruzarla a través de las proteínas
de transporte = difusión facilitada
Area activa de la investigación – proteínas de transporte
La mayor parte de estas proteínas son específicas
Las moléculas de agua pueden cruzar la membrana pero muy
lentamente – mas rápido por las acuaporinas
Canales iónicos (channel proteins)
Canales que funcionan como canales con “portones” (gated
channels) los cuales son controlados con estímulos
Los estímulos pueden ser eléctricos o químicos
Proteínas transportadoras (carrier proteins)
Proteínas transportadoras (carrier proteins)
Les ocurre un cambio de conformación que de alguna forma
transloca una molécula de un lado a otro de la membrana
Este cambio puede ocurrir al unírsele la molécula a la proteína
Cystinuria – condición causada por acumulación de amino ácidos
en las membranas de las células de los riñones – algunos amino
ácidos se absorben a la sangre normalmente
La difusión facilitada es considerada transporte pasivo – utiliza
gradiente de concentración - no se altera la dirección del
transporte
El transporte activo utiliza energía para
mover los solutos en contra de su gradiente
Les ocurre un cambio de conformación que de alguna forma
transloca una molécula de un lado a otro de la membrana
Algunas proteínas pueden mover solutos en contra de su gradiente
de concentración
El bombeo de una molécula en contra de su gradiente de
concentración requiere energía
Le permite a la célula mantener una concentración interna de
moléculas pequeñas diferente a la de fuera
Una célula animal posee, en relación al exterior de la misma,
mas iones de potasio y menos de sodio
El transporte activo utiliza energía para
mover los solutos en contra de su gradiente
El ATP suple la energía para este tipo de transporte
La bomba de sodio y potasio
Bombea moléculas en contra de
gradientes fuertes
Mantenimiento del potencial de la membrana
por bombas de iones
Todas las células tienen un voltaje a través de su membrana
Voltaje – es un potencial eléctrico – separación de cargas opuestas
El citoplasma de una célula tiene una carga negativa comparado
con el fluido intracelular
Esto es causado por una distribución desigual de aniones y cationes
en lados opuestos de la membrana
Potencial de la membrana – el voltaje a través de la membrana
Mas sobre el potencial de la membrana
Trabaja como una batería y afecta el tráfico de substancias cargadas
a través la membrana
El interior de la membrana es negativo comparado con el exterior
El potencial de la membrana favorece el movimiento de cationes
hacia adentro de la célula y de aniones hacia afuera de la misma
Potencial electroquímico
Dos fuerzas causan el movimiento de substancias a través de la
membrana
Fuerza química
Fuerza eléctrica
Los iones se mueven por un gradiente electroquímico
Potencial electroquímico
Concentración de Na+2 muy baja
estímulo
canal
Na+2
La bomba de sodio potasio contribuye a la formación del gradiente electroquímico
Bomba electrogénica – una proteína de
transporte que genera un potencial a
través de la membrana
La mas importante de la célula animal
es la bomba electrogénica
La mas importante de la célula vegetal,
hongos y bacterias es la bomba
de protones (mueve H+ fuera de la célula)
Bomba electrogénica
Cotransporte
Preguntas de discusión y reflexión
Describe algunas de las actividades que llevan a cabo las
proteínas de la membrana en los organismos
multicelulares
Utilizando la terminología correcta describe que le ocurriría
a un glóbulo rojo (red blood cell) al ser colocado en una
solución de cloruro de sodio al 0.5%
Compara y contrasta los procesos de difusión facilitada y
transporte activo
Conceptos clave
La membrana celular consiste de un mosaico fluido
de lípidos y proteínas
La estructura de la membrana resulta en
permeabilidad selectiva
La difusión de una substancia a través de una
membrana sin que la célula invierta energía es
transporte pasivo
Otros conceptos clave
El transporte activo utiliza energía para mover solutos
en contra de su gradiente de concentración
El transporte de substancias mas grandes a través de la
membrana ocurre mediante los procesos de exocitosis y
endocitosis
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La bomba de sodio y potasio