jueves, 5 de septiembre de 2013
UNIDAD I
LA CÉLULA COMO UNIDAD DE CONSTITUCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS
SERES VIVOS
CONTENIDO 3:
El Transporte Celular.
Propósito:
- Explicar la función de transporte en la célula.
- Determinar las propiedades de la membrana celular que permiten a las células mantener diferentes concentraciones de sustancias entre ellas y el medio externo.
- Identificar los principales mecanismos de transporte celular ubicados en la membrana plasmática.
TRANSPORTE CELULAR
Proceso en el cual se
da el paso de moléculas, iones y sustancias a través de la membrana plasmática
tomando en cuenta la permeabilidad.
Se hace necesario hacer un repaso de la estructura y
función de la membrana celular o plasmática, para poder entender con facilidad
los tipos de transporte celular.
MEMBRANA CELULAR O PLASMÁTICA
Composición
molecular
todas las membranas biológicas están constituidas
por lípidos y por proteínas. La mayor parte de ellas también poseen glúcidos
(hidratos de carbono), unidos a lípidos y proteínas, formando glucolípidos y
glucoproteínas.
Lípidos
de membrana
Los lípidos de membrana pertenecen fundamentalmente
a tres categorías: fosfolípidos, glucolípidos y esteroles.
- Fosfolípidos. Son los
lípidos más abundantes en las membranas biológicas. Presentan una zona
hidrófila, que constituye las denominadas cabezas polares (glicerina o glicerol
en los fosfoglicéridos), y una zona hidrófoba (ácidos grasos), que forma la cola apolar. Los fosfo1ípidos poseen, por tanto, un carácter anfipático.
- Glucolípidos. Son muy
semejantes a los fosfolípidos, pero contienen oligosacáridos. En las células
animales suelen ser derivados de esfingolípidos. En las células vegetales y
procariotas, sin embargo, los glucolípidos derivan de los fosfog1icéridos. Sólo
aparecen en la cara externa de la membrana plasmática.
- Esteroles.
Derivados del colesterol y presentes en la membrana plasmática de las células
eucariotas, son más abundantes, por lo general, en las células animales.
La membrana plasmática no es una estructura
estática: sus componentes tienen posibilidad de movimiento, lo que le
proporciona una cierta fluidez.
Los movimientos que pueden realizar los lípidos
son:
· De rotación: supone el giro de la molécula lipídica en torno a su eje
mayor. Es muy frecuente y el responsable, en gran medida, de los otros dos
movimientos.
·
De difusión lateral: las moléculas lipídicas pueden difundirse
libremente de manera lateral dentro de la bicapa. Es el movimiento más
frecuente.
· Flip-flop: es el
movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas
enzimas llamadas lipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser muy
desfavorable energéticamente.
La fluidez o viscosidad es una de las
características más importantes de las membranas. Depende de factores como la temperatura
(la fluidez aumenta al incrementarse la temperatura), la naturaleza de
los lípidos (la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorece
el aumento de la fluidez) y la presencia de colesterol (endurece las
membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad). De la fluidez dependen
importantes funciones de la membrana, como el transporte, la adhesión celular o
la función inmunitaria. Por ello, las membranas poseen mecanismos de adaptación
homeoviscosa encargados de mantener la fluidez.
Proteínas
de membrana
Las proteínas asociadas a la membrana pueden
cumplir un papel meramente estructural, funciones de reconocimiento y adhesión,
o bien estar implicadas en el transporte y el metabolismo celular. Según su
grado de asociación a la membrana se clasifican en dos grupos: integrales y
periféricas.
·
Integrales. Estas proteínas se
asocian a la membrana mediante enlaces hidrófobos. Sólo pueden separarse de la
membrana si se destruye la bicapa (por ejemplo, con detergentes neutros),
Dentro de este grupo existen proteínas transmembranales y proteínas asociadas a
la cara externa o a la cara interna de la membrana. Algunas proteínas presentan
hidratos de carbono unidos a ellas covalentemente (glucoproteínas) y se
disponen siempre en el lado externo de la membrana, como los glucolípidos.
·
Periféricas. Son proteínas unidas a
la membrana por enlaces de tipo iónico y se separan de ella con facilidad (por
ejemplo! con soluciones salinas, que mantienen intacta la bicapa). Aparecen
principalmente en la cara interna de la membrana. En este grupo no existen
proteínas transmembranales.
Como se ha visto, la composición de los lípidos y
de las proteínas es diferente en las dos caras de la membrana. Por esta razón
se dice que las membranas son asimétricas,
es decir, se pueden diferenciar las caras interna y externa en función de su
composición.
TIPOS DE TRANSPORTES CELULARES
TRANSPORTE PASIVO
No requiere de energía celular. Depende de la
energía cinética de las partículas de la
materia (átomos y moléculas) que están en constante movimiento.Se produce
siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay más
hacia el medio donde hay menos.Se da por:
DIFUSIÓN: proceso espontáneo donde
una sustancia se desplaza desde regiones de elevada concentración a
regiones de baja concentración con tendencia a equilibrar el medio. Se puede
dar de mediante difusión simple y
difusión facilitada. En el primero, la difusión de las sustancias es
directamente a través de las moléculas de fosfolípidos de la membrana
plasmática. Y en el segundo, difusión facilitada, el transporte de las
moléculas es ayudado por las proteínas de la membrana plasmática celular.
ÓSMOSIS: puede definirse como el paso de
solvente a través de una membrana semipermeable, desde el medio de menos concentración
al de mayor concentración del soluto.
TRANSPORTE ACTIVO
En este proceso también actúan proteínas de
membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP,
para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando
el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico.
Existen dos tipos de transporte activo:
a.- El transporte activo primario: en
el que el consumo energético, normalmente de ATP, está acoplado directamente al
movimiento del soluto atransportar. Un ejemplo de este tipo de antitransporte
primario es la Na+/K+ ATPasa presente en la membrana de la mayoría de las células
animales, que bombea Na+ hacia fuera de la célula y K+ hacia dentro,
manteniendo los gradientes de concentración a través de la membrana.
b.- Transporte activo secundario: en el que el consumo
de energía se realiza para generar un gradiente químico o electroquímico que se
convierte en un depósito energético que se gastará para el empuje del soluto a
transportar. Así, mientras la energía se disipa por desaparición del gradiente,
se produce el arrastre del elemento que interesa que se mueva en contra de
gradiente. En muchas células se utiliza el gradiente de Na+para la movilización
de otros solutos.
TRANSPORTE MEDIANTE VESÍCULAS
En este tipo de transporte las sustancias pueden
atravesar la membrana celular sin establecer relación alguna con los
componentes de la misma. Para ello utilizan la formación de vesículas con la
propia membrana, y en el interior de las mismas se sitúan los solutos para su
desplazamiento. Existen varios tipos:
a) Endocitosis:
cuando las sustancias son partículas de gran tamaño el proceso recibe el nombre
de fagocitosis, si están en solución se le denomina pinocitosis. En la parte interna de la membrana celular aparecen
digitaciones recubiertas por una proteína la clatrina, y se denominan depresiones
revestidas, que darán lugar a vesículas revestidas, especializadas en la
endocitosis mediada por receptor, .para la introducción de .macromoléculas
específicas.
b) Exocitosis: muchas sustancias pueden ser sacadas
de la célula a través de un mecanismo que sería el inverso de la endocitosis, y
que recibe el nombre de exocitosis. Las proteínas son sintetizadas siempre en
el interior celular, pero algunas de ellas realizan su función biológica en el
medio extracelular.
c) Transcitosis: la combinación de los dos
mecanismos anteriores permite el paso a través de la célula de algunos solutos,
generalmente macromoléculas. Después de la endocitosis, una vez en el
citoplasma de la célula, las vesículas, se mueven hacia la membrana contralateral
con mayor o menor velocidad, constituyendo así verdaderos canales
transcelulares de transporte.
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