Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de la membrana Biología

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Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de la

membrana

Biología

Aprendizajes esperados

• Reconocer y explicar el modelo de membrana “mosaico fluido”.

• Comprender el significado de la membrana, como estructura que relaciona a la célula con su entorno de manera dinámica y continua.

• Definir los conceptos de gradiente de concentración, transporte pasivo, transporte activo.

• Explicar las diferencias entre los transportes.

Introducción

La célula constituye la unidad funcional de los seres vivos. Como tal es que establece relaciones con su

entorno a través de la membrana celular.

Esta estructura es una unidad que presenta un comportamiento variable, concepto conocido como

permeabilidad selectiva.

Esta capacidad para variar su conducta la hace indispensable para mantener la homeostasis del

medio intracelular y extracelular.

Membrana celular

COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR

Proteínas

Glúcidos

Colesterol Fosfolípidos

Membrana celular

Se ubican formando una bicapa lipídica que constituye la matriz de la célula.

FOSFOLÍPIDOS

Membrana celular

COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR

Se ubican entre los fosfolípidos y le otorgan rigidez a la membrana.

COLESTEROL

Membrana celular

COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR

o Transmembranales o integrales o intrínsecas: cruzan toda la membrana y se pueden ver por el interior y el exterior de la célula.

PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Membrana celular

COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR

o Periféricas o extrínsecas: se adhieren a la membrana por un solo lado.

Proteínas integrales

Proteínas periféricas

o Solo se encuentran en el exterior de la membrana, y le confieren la asimetría a esta.

o Corresponden a los oligosacáridos: glucoproteínas y glucolípidos.

GLÚCIDOS

Membrana celular

COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR

Características de la membrana celular:

o Presenta fluidez, es decir, las membranas no son estáticas sino que presentan movimiento.

o Presenta permeabilidad selectiva o es semipermeable.

o Están formadas por una bicapa lípidica con proteínas insertas (lipo-proteíca).

Membrana celular

Funciones de la membrana celular:

o Regula el paso de sustancias a través de ella.

o Aísla y separa un medio químico de otro.

o Regula el contenido interno de la célula o de un organelo membranoso.

Membrana celular

Membrana

Celular

Porción externa

Porción interna

Gradiente de concentración

¿En qué dirección se debe mover la sustancia para

que no exista gasto energético?

Gradiente de concentración

MembranaCelular

Porción externa

Porción interna

A FAVOR DEL GRADIENTE

Gradiente de concentración

Se denomina transporte pasivo, debido a que no hay gasto energético.

Gradiente de concentración

MembranaCelular

Porción externa

Porción interna

A FAVOR DEL GRADIENTE

¿Cómo se denomina este tipo de transporte?

Gradiente de concentración

Si la sustancia química se mueve en contra del gradiente de

concentración ¿Qué nombre recibe este tipo de transporte?

MembranaCelular

Porción externa

Porción interna

EN CONTRA DEL GRADIENTE

Gradiente de concentración

En este caso el transporte se llama activo, porque es en contra del gradiente de concentración, lo que determina que exista un gasto energético.

• Movimiento de moléculas de soluto, o agua a favor de su gradiente de concentración (desde una zona de mayor concentración de moléculas a otra zona de menor concentración de moléculas).

• No gasta ATP.

• El movimiento de moléculas se estabiliza, cuando las concentraciones de una sustancia a ambos lados de la membrana están en equilibrio (en iguales concentraciones).

Transporte pasivo

Transporte pasivo

DIFUSIÓN SIMPLEpr

oteí

na

oMovimiento de moléculas de soluto, a favor de su gradiente de concentración, para ello las sustancias atraviesan la membrana a través de la bicapa lipídica por espacios llamados poros.

oUsan este tipo de transporte sustancias pequeñas o apolares.

oEj.: oxígeno, dióxido de carbono, urea, alcohol.

Tipos de transporte pasivo

DIFUSIÓN SIMPLE

Tipos de transporte pasivo

O2 CO2 Alcohol

¿Qué elementos son capaces de moverse directamente a través de la bicapa lipidica?

Tipos de transporte pasivo

Sustancias con carga eléctrica

Sustancias con mayor peso molecular

¿Qué elementos atraviesan la membrana ayudados por proteínas de membrana?

Tipos de transporte pasivo

DIFUSIÓN FACILITADApr

oteí

na

Se lleva a cabo gracias a las proteínas de membrana.

Existen dos tipos:o A través de canales iónicos:

Para sustancias pequeñas con carga. Por ejemplo, los iones como el Na+, K+, etc.

o A través de carrier o permeasas: Para sustancias polares de mayor tamaño. Por ejemplo, la glucosa.

Tipos de transporte pasivo

+++

+

Transporte a través de la membrana

A C D

B

Difusión simple Difusión Facilitada

Transporte a través de la membrana

E F

G

Tipos de transporte pasivo

Proteínas carrier

Difusión facilitada

Difusión simple

Membrana

Celular

Agua (H2O)

Mayor concentración

de H2O.

Menor concentración

de H2O.

Tipos de transporte pasivo

OSMOSIS

Características de la osmosis:

o Movimiento de moléculas de agua a favor de su gradiente de concentración.

o No utiliza ATP.

o El agua se moviliza a través de la bicapa de fosfolípidos.

Tipos de transporte pasivo

Tipos de transporte pasivo

Para estudiar la osmosis se deben estudiar 3 tipos de soluciones.

Solución Hipotónica

Agua (solvente)

Sal (soluto)

1.

SOLUCIÓN = Solvente + Soluto

Tipos de soluciones

2. Solución Isotónica

3. Solución Hipertónica

Siendo importante destacar que esta clasificación, se puede utilizar, comparando con otra solución.

Solución Hipotónica

Agua (solvente)

Sal (soluto)

El soluto se encuentra en

menor concentración que

el solvente.

1.

Tipos de soluciones

Agua (solvente)

Sal (soluto)

El solvente y el soluto se

encuentran en igual concentración.

2.

Tipos de soluciones

Solución Isotónica

Agua (solvente)

Sal (soluto)

El soluto se encuentra en

mayor concentración que

el solvente.

Solución Hipertónica

Tipos de soluciones

3.

A B

1000 ml H2O 1000 ml H2O

10 g NaCl 20 g NaCl

Tipos de soluciones

¿Cuál de los dos medios, A o B, está más concentrado?

Según la información entregada por la imagen, ¿en

qué dirección se moverá el agua? Para ello

piensa que el sistema naturalmente tiende hacia el

equilibrio

Efecto de la Osmosis en células animales

Células animales sometidas a diferentes tipos de soluciones.

NORMAL

CITOLISIS

CRENACIÓN

Células vegetales sometidas a diferentes tipos de soluciones.

Efecto de la osmosis en células vegetales

TURGENCIA EQUILIBRIO

DINÁMICOPLASMOLISIS

Características:

o Gasta ATP.

Transporte activo

Tipos de transporte activo:

1. Mediado por proteínas carrier o bombas.

2. Mediado por vesículas o transporte en masa.

o Movimiento de moléculas de soluto, en contra de su gradiente de concentración (desde una zona de menor concentración de moléculas a otra zona de mayor concentración de moléculas).

o Las moléculas de soluto utilizan proteínas de transporte o carrier para movilizarse.

o Gasta ATP.

o El movimiento de moléculas no alcanza el equilibrio.

o Este movimiento, tiende a mantener los gradientes de concentración.

Transporte activo mediado por proteínas carrier

Este tipo de transporte siempre requiere una proteína de membrana muy grande llamada BOMBA.

La Bomba de Sodio-Potasio

Transporte activo mediado por proteínas carrier

Transporte activo mediado por proteínas carrier

Transporte activo mediado por proteínas carrier

o Para sustancias de gran tamaño la membrana debe generar un mecanismo especial mediado por vesículas.

o Siempre gasta ATP.

o Existen dos tipos de transporte mediado por vesículas:

1. ENDOCITOSIS

Transporte en masa o mediado por vesículas

2. EXOCITOSIS

La endocitosis es el movimiento de materiales hacia adentro de la célula, por medio de vesículas de membrana.

La exocitosis es el movimiento de materiales hacia fuera de la célula, por medio de vesículas membranosas.

La endocitosis es el movimiento de materiales hacia adentro de la célula, por medio de vesículas de membrana.

La exocitosis es el movimiento de materiales hacia fuera de la célula, por medio de vesículas membranosas.

Transporte en masa o mediado por vesículas

1. TIPOS DE ENDOCITOSIS

En la fagocitosis (significa, célula comiendo), la célula engulle deshechos, bacterias u otros

objetos grandes, invaginando su membrana plasmática. La

invaginación produce una vesícula llamada fagosoma, la cual

usualmente se fusiona con uno o más lisosomas conteniendo

enzimas hidrolíticas. Los materiales en el fagosoma son rotos por estas

enzimas y degradados .

FAGOCITOSIS

Transporte en masa o mediado por vesículas

Fagocitosis en glóbulo blanco

1. ENDOCITOSIS PINOCITOSIS

Transporte en masa o mediado por vesículas

En la pinocitosis (significa, célula bebiendo), la célula, incorpora fluidos del medio

externo, invaginando su membrana plasmática.

MEDIADA POR RECEPTOR1. ENDOCITOSIS

Es la captación de macromoléculas por la célula basada en la formación de complejo Receptor - Ligando en vesículas recubiertas. Las macromoléculas se unen a receptores de la superficie de la célula Estas invaginaciones se desprenden de las membranas bajo la forma de vesículas que contienen los complejos Receptor - Ligando. El colesterol es un ejemplo de sustancias que son transportadas hasta la célula por endocitosis Mediada por Receptor.

Transporte en masa o mediado por vesículas

2. EXOCITOSIS

Corresponde a la salida de sustancias de gran tamaño desde la célula. Para esto la

membrana se repliega generando una

evaginación.Gracias a esto la célula

elimina sus desechos o bien secreta sustancias

fundamentales como hormonas .

Transporte en masa o mediado por vesículas

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Concentración externa de glucosa

Velocidad de captación de la glucosa

500

250

A

B

Practiquemos algunas habilidades

1. V o F La sustancia que se mueve por la membrana por el mecanismo A lo hace de manera ilimitada.

2. V o F La sustancia que se moviliza por el mecanismo B entra de manera directamente proporcional.

3. V o F Para que se genere una curva como la que muestra A, el transporte debe ser a través de una proteína de membrana.

4. V o F Una sustancia que se mueve directamente a través de la bicapa de fosfolípidos produce una línea como la de A.

5. V o F Una sustancia como la glucosa tiene un comportamiento como A.

Practiquemos algunas habilidades

Membrana celular

Organización Función: Transporte

Bicapa de fosfolípidos

Proteínas Pasivo Activo

Difusión Bomba Na-K

Osmosis Diálisis

Fluidez

Carbohidratos

Asimetría

Asimetría

Síntesis de la clase

Membrana celular

Organización Función: Transporte

Bicapa de fosfolípidos

Proteínas

Pasivo Activo

Difusión

Osmosis

Diálisis

Carbohidratos

Difusión simple

Difusión facilitada Mediado por vesículas

Mediado por proteínas carrier

Síntesis de la clase