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Definición de las células eucariotas y procariotas.En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células: Las procarióticas y
las eucarióticas.
a) Las células procariotas (del griego pro, antes de; karyon, núcleo) carecen de un núcleo
bien definido. b) Las células eucariotas (del griego eu, verdadero y karyon, núcleo),
contienen un núcleo rodeado por una doble membrana y conforman las otras células del
mundo animal y vegetal.En las células eucarióticas, el material genético ADN, esta incluido
en un núcleo, rodeado por una membrana nuclear. Estas células presentan también varios
organelos limitados por membranas que dividen el citoplasma celular en varios
compartimientos, como son los cloroplastos, las mitocondria, el retículo endoplasmático, el
aparato de Golgi, vacuolas, etc. Entre las células eucariotas y procariotas, hay diferencias
fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna:
Las procarióticas, que comprenden bacterias y cianobacterias (antes llamadas algas
verde azuladas), son células pequeñas y de estructura sencilla; el material genético
está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esa zona
del resto de la célula.
Las eucarióticas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos,
plantas, hongos y animales, son muchos mayores y tienen el material genético
envuelto por una membrana que forma el núcleo. De hecho, el término eucariótico
deriva del griego núcleo verdadero, mientras que procariótico significa antes del � � �núcleo.�
1.2.- Célula eucariótica: Las células que existen en nuestro organismo se destacan por
tener una gran cantidad de formas y funciones específicas, pero con una estructura interna
común. Uno de sus componentes es la membrana plasmática, que se encarga de
mantener y delimitar lo que entra y sale de la célula, siendo la frontera entre lo intracelular
y lo extracelular. Como el resto de las membranas celulares, posee una composición
química de fosfolípidos y proteínas.Casi todas las células bacterianas, y también
vegetales, están además encapsuladas en una pared celular gruesa y sólida compuesta
de polisacáridos (el mayoritario en las plantas superiores es la celulosa). La pared celular,
que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de
daños mecánicos, pero también limita el movimiento celular y la entrada y salida de
materiales. Claro que en el caso de las células humanas, estas no tienen pared celular.
Organelo y organoides.
a) Orgánelos celulares
a) El núcleo: Es el centro de control de la célula, donde se encuentra la mayor parte de la
información hereditaria de esta.
Se encuentra delimitado por una membrana doble o carioteca, el núcleo contiene un
material fibrilar llamado cromatina, la cual se condensa cada vez que la célula se divide y
da origen a los cromosomas, que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos.
b) El nucleolo: Se encuentra en el interior del núcleo, contiene gran cantidad de ácido
ribonucleico (ARN), precursor de la composición de los ribosomas que hay en el
citoplasma, que intervienen en la síntesis de proteínas. El número y tamaño de estos varía
según las necesidades ribosomales de cada célula.
c) El citoplasma es la parte clara que comprende todo el volumen de la célula, salvo el
núcleo.
Tiene una consistencia viscosa y consta de dos partes esenciales: citoplasma
fundamental y órganoides celulares e inclusiones.
La primera parte se reduce a una solución acuosa formada por varios iones y
sustancias orgánicas que la célula incorpora para los procesos biológicos que se
realizan en su interior, además de productos de desecho que elimina, consecuencia
del mismo proceso.
b) Organoides:
Aparato de Golgi: Es un complejo sistema compuesto de vesículas y sacos
membranosos, que en las células vegetales se llama dictiosoma. Una de sus funciones
principales es la secreción de productos celulares, como hormonas, enzimas
digestivas, materiales para construir la pared, entre otros.
Retículo endoplasmático: Es una red de túbulos y sacos planos y curvos encargada
de transportar materiales a través de la célula; su parte dura es el lugar de fijación de
los ribosomas; el retículo liso es el sitio donde se produce la grasa y se almacena el
calcio.
El retículo endoplasmático está disperso por todo el citoplasma.Los materiales sintetizados son almacenados y luego trasladados a su destino celular.
Lisosomas: Son organoides limitados por una membrana; las poderosas enzimas que
contiene degradan los materiales peligrosos absorbidos en la célula, para luego
liberarlos a través de la membrana celular.
Es decir, los lisosomas constituyen el sistema digestivo de la célula.
Mitocondrias: Son conocidas como la central eléctrica de la célula, permitiendo la
respiración y la descomposición de grasas y azúcares para producir energía. Poseen
una doble membrana: membrana externa, que da hacia el citoplasma, y membrana
interna, que da hacia la matriz o interior de la mitocondria.
Su principal función es aprovechar la energía que se obtiene de los diversos nutrientes y transmitirla a una molécula capaz de almacenarla, el ATP (adenosintrifosfato).Esta energía se obtiene mediante la deshidrogenización de los combustibles.El hidrógeno sustraído es transportado a través de varias moléculas, que constituyen la cadena respiratoria, hasta el oxígeno, con el que forma agua.En el proceso de respiración se genera energía, que es acumulada por el ATP, el cual puede ser enviado a cualquier parte de la célula que necesite aporte energético; allí el ATP se descompone y la libera.
Cloroplastos: Son orgánulos aún mayores y se encuentran en las células de plantas y
algas, pero no en las de animales y hongos.
Su estructura es todavía más compleja que la mitocondria; además de las dos membranas de la envoltura, tienen numerosos sacos internos formados por membranas que encierran el pigmento verde llamado clorofila.Desde el punto de vista de la vida terrestre, los cloroplastos desempeñan una función aún más esencial que la de las mitocondrias: en ellos ocurre la fotosíntesis.Este proceso, acompañado de liberación de oxígeno, consiste en utilizar la energía de la luz solar para activar la síntesis de moléculas de carbono pequeñas y ricas en energía.De esta forma, los cloroplastos producen tanto las moléculas nutritivas como el oxígeno que utilizan las mitocondrias.
Vacuolas: Son unos saquitos de diversos tamaños y formas rodeados por una
membrana.
Generalmente se pueden ver en el citoplasma de las células eucarióticas, sobre todo
en las células vegetales.
Se encargan de transportar y almacenar materiales ingeridos, así como productos de desecho y agua.
Centríolos y cuerpos básales: Estas estructuras, a diferencia de las anteriores, no
tienen membrana.
Casi siempre se presentan de a pares y se hacen visibles cuando la célula entra en división, en una posición perpendicular entre ambos.De estructura tubular y hueca, sus paredes están constituidas por microtúbulos, de los que emerge el aparato miótico necesario para la división celular.Los cuerpos básales solo se diferencian de los centríolos en función, no así en forma.
Microtúbulos: Son cilindros muy delgados que carecen de membrana.
Además de ser los componentes básicos de los centríolos, cuerpos básales, cilios y flagelos, tienen la función de conservar y regular la forma celular y los movimientos intracelulares.
Microfilamentos: son finos hilos de naturaleza proteica y, al igual que los
microtúbulos, están involucrados en la variación de la forma celular y movimientos
intracelulares.
Membrana plasmática Esta membrana, llamada también membrana celular, es la que rodea toda la parte exterior
de la célula. Está compuesta de dos capas de moléculas de lípidos y de proteínas, que se
desplazan lateralmente dentro de ciertos límites.
La membrana celular se caracteriza porque:
Rodea a toda la célula y mantiene su integridad.
Está compuesta por dos sustancias orgánicas: proteínas y lípidos, específicamente
fosfolípidos.
Los fosfolípidos están dispuestos formando una doble capa, donde se encuentran
sumergidas las proteínas.
Es una estructura dinámica.
Es una membrana semipermeable o selectiva, esto indica que sólo pasan algunas
sustancias (moléculas) a través de ella.
Tiene la capacidad de modificarse y en este proceso forma poros y canales.
a) Funciones:
Regula el paso de sustancias hacia el interior de la célula y viceversa. Esto quiere
decir que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos
hacia el exterior.
Como estructura dinámica, permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de
otras.
Aísla y protege a la célula del ambiente externo.
El citoplasma
Se caracteriza porque:
Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo.
Contiene un conjunto de estructuras muy pequeñas, llamadas organelos celulares.
Está constituido por una sustancia semilíquida.
Químicamente, está formado por agua, y en él se encuentran en suspensión, o
disueltas, distintas sustancias como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono,
sales minerales.
a) Funciones
Nutritiva: Al citoplasma se incorporan una serie de sustancias, que van a ser
transformadas o desintegradas para liberar energía.
De almacenamiento: En el citoplasma se almacenan ciertas sustancias de reserva.
Estructural: El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus
movimientos.
1.5.- LAS DIFERENCIAS ENTRE LAS CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES SON:
Tanto la célula vegetal como la animal poseen membrana celular, pero la célula
vegetal cuenta, además, con una pared celular de celulosa, que le da rigidez.
La célula vegetal posee cloroplastos, la animal no. La presencia de este organelo
permite que los vegetales sean autótrofos.
La célula vegetal presenta vacuolas grandes y centrales, en cambio, las de la animal
son pequeñas.
1.6 LA MEMBRANA PLASMATICA Y EL GLUCOCALIX O CUBIERTA CELULAR:
COMPOSICION QUIMICA, ESTRUCTURA Y FUNCIONES.
Toda célula esta constantemente rodeada por una membrana que recibe el nombre de
membrana celular, membrana plasmática o plasmalemma.
Fíjese en lo siguiente:
Además de plasmalemma, la célula posee otro sistema de membrana nuclear y los
organelos membranosos (REC, SER, Golgi, mitocondrias, lisosomas, peroxisomas y
vesículas cubiertas).
Mientras el plasmalemma delimita la célula como en todos los restantes sistemas
membranosos delimitan dentro de las células diferentes comportamientos, permitiendo
así una separación de funciones.
Vale decir: en cada compartimiento intracelular, delimitado por membranas, se realiza con
máxima eficacia determinando número y tipos de funciones.
las membranas biológicas no son funcionalmente inertes ni tampoco se limitan desde
el punto fisiológico, como se pensó en un principio, a servir de barreras de �permeabilidad, permitiendo una composición química diferente entre la célula y su �entorno y entre un comportamiento intracelular y el vecino.
Por el contrario: las membranas biológicas intervienen activamenteen los procesos
bioquímicos que se realizan en el compartimiento celular por ella delimitado, la
existencia en su composición molecular de proteínas globulares que se comportan
como receptoras, transportadores, enzimáticos y aun, con actividad de
anticuerpos(inmunidad celular).
De modo permanente se realiza un intercambio de membrana entre el plasmalemma y
los restantes sistemas membranosos intracelulares.
Si ahora, tomamos en consideración dos hechos fundamentales que ya han sido
expuestos:
1. Los sistemas membranosos de la célula se intercambian uno con otros.
2. Cada sistema de membrana constituye una barrera muy selectiva de permeabilidad y
es capaz de intervenir en determinados (pero no en todos) procesos biosinteticos y
catabólicos.
Membranas biológicas 1.6.1.- DESDE EL PUNTO DE VISTA MORFOLOGICO, CUANDO SE EXAMINAN EN
MICROFOTOGRAFIAS ELECTRONICAS, TODAS LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS SE
COMPONEN EN 3 LAMINAS, DOS EXTERNAS MUY DENSAS Y OTRA CENTRAL,
MAS CLARA.
Esta estructura trilaminar se ha designado, en consecuencia con el Nombre de UNIDAD
DE MEMBRANA y solo difiere de un sistema al otro por su grosor.
En este último sentido, las membranas más delgadas son las que forman al retículo
endoplasmico, la carioteca y los saculos superior o inmaduros del Golgi; las membranas
gruesas son el plasmalemma, los saculos inferiores del Golgi, estas poseen un espesor
total de 75A°, correspondiendo aproximadamente 25A°, a cada lámina.
Normalmente el espesor de la membrana biológica varia entre 60Y 100 A°.
1.6.2.- DESDE EL PUNTO DE VISTA QUIMICO TODAS LAS MEMBRANAS
BIOLOGICAS SON COMPLEJOS LIPOPROTEICOS CON UNA DISPOSICION
MOLECULAR SIMILAR DE SUS LIPIDOS Y PROTEINAS.
Sin embargo la COMPOSICION QUIMICA difiere de un sistema de otro, dentro de un
mismo sistema.
Fíjese, para darle un ejemplo que el grosor de la membrana es diferente entre los saculos
superiores e inferiores del Golgi y su composición química y su función, también son
distintas.
En lo que respecta a la membrana plasmática, comprenda que, a pesar de su estructura
uniforme, su composición química y por ende, las funciones que es capaz de llevar a cabo,
pueden diferir de una célula a otra y aun, de una zona a otra del plasmalemma de una
misma célula.
1.6.3.- LA ORGANIZACIÓN MOLECULAR DE LA MEMBRANA CELULAR AUN NO HA
SIDO ESTABLECIDA DE MANERA DEFINITIVA, HABIENDOSE PROPUESTO
DIFERENTES MODELOS EN UN ESFUERZO POR EXPLICAR SUS PECULIARES
PROPIEDADES FISICO-QUIMICO Y BIOLOGICAS.
Tal vez, uno de los modelos que cuenta con mayor aceptación es el siguiente:
Los 3 tipos mayoritarios de lípidos de las membranas de las células eucarióticas son
los fosfolípidos, los glucolípidos y el colesterol.
Los Lípidos de membrana son moléculas anfipáticas que contienen una parte hidrofilita
y una hidrofóbicas.
Por esta razón, ellos se ordenan en una capa bimolecular denominada BICAPA
LIPIDICA.
d) Las bicapas lipídicas son conjuntos no covalentes que realizan una doble función:
El primer lugar representa una barrera de permeabilidad.
En segundo lugar representa un ambiente adecuado el cual se fijan las proteínas, el
otro componente químico de las membranas.
e) En lo que respecta a las características de permeabilidad de las membranas,
dependientes e su bicapa lipídica, conviene saber lo siguiente:
Son completamente impermeables a las micelas y a las grandes moléculas.
Tienen una permeabilidad muy baja para los iones y las pequeñas moléculas polares.
Para pequeñas moléculas no polares los coeficientes de permeabilidad están
correlacionados con su solubilidad en un solvente apolar.
En otras palabras existe una relación directa entre la solubilidad de una sustancia en
lípidos y la facilidad con que penetra las membranas celulares.
- Una excepción a las reglas antes citadas, que constituyen una característica resaltante
de las membranas biológicas, es su gran permeabilidad al agua, siendo pocas las
sustancias que las atraviesan con igual facilidad.
La gran permeabilidad al agua y la mínima o nula a los solutos iónicos moleculares hace
que, en cierta forma, las membranas biológicas se comporten como las membranas físicas
llamadas SEMIPERMEABLE y de allí que en la células sean muy marcados los fenómenos
osmóticas:
Cuando se colocan en una solución hipotónica a las célulasaumenta de volumen,
debido al ingreso de agua, pudiendo llegar hasta el estallido de la membrana con la
consiguiente salida del contenido.
Inversamente, colocadas en medio hipertónico las células disminuyen de volumen a
causa de la salia de agua.
En las soluciones isotónicas el volumen y la forma de las células no se alteran por su
impermeabilidad al soluto.
RECUERDE: cuando dos soluciones de diferente presión osmótica (P.O) se separan por
una membrana semipermeable, pasa agua de laHIPOTONIA hasta que se establece
la ISOTONIA.
HEMATIES COLOCADOS EN SOLUCIONES DE DIFERENTES P.O
Fíjese en lo siguiente:
La membrana plasmática de la células NO PUEDE comportarse SIMPLEMENTE como lo
hacen las membranas físicas SEMIPERMEABLE.
Ellas TIENEN que permitir la entrada o salida de numerosos sustancias, según las
necesidades fisiológicas de las células, para garantizar una optima actividad de las
enzimas y, por ende, el cumplimiento de los procesos metabólicos indispensables a la
preservación de lavida.
Esta capacidad para llevar a cabofunciones DISTINTAS a la de simple barrera de
permeabilidad física se ha expresado, desde hace muchos años, aceptando que las
membranas biológicas se comportan como SEMIPERMEABLES de tipo SELECTIVO.
Recuerde esto:
La proteínas especificas que forman parte de la membrana son las que le comunican
su selectividad, es decir, su capacidad para realizar diferentes funciones.
Como las funciones difieren en su contenido proteico, son diferentestambién las
funciones que realizano, dicho de otra manera: las membranas que ejercen funciones
diferentes tienenproteínas diferentes.
En el esquema de organización molecular querevisamos, se acepta la existencia de 2
tipos de proteínas en las membranas: periféricas a integrales.
Las proteínas periféricasforman dos capas, unaa cada lado de los grupos hidrófilos de
la bicapa lipidica, a los cualesquedan unidos por interacciones electrostáticas y
porpuentes de hidrogeno.
En cambio, las proteínas integrales se ubican en el espesor mismo de la bicapa
lipidica, interacciones con los grupos hidrofobicosy pueden ocupar parcial o totalmente
el grosor de la membrana.
DISPOSICION DE PROTEINAS PERIFERICAS E INTEGRALES EN LA MEMBRANA.
f) Las proteínas específicas de membrana se comportan fundamentalmente de 3 maneras:
Como Receptoras.
Como Transportadoras.
Como enzimas.
Modelo Del Mosaico Fluido1.6.4.- ESTE MODELO DE ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANAS BIOLOGICAS QUE
SUELEN CONOCERSE CON EL NOMBRE DE MODELO MOSAICO FLUIDO DE
SINGER Y NICHOLSON, ADMITE OTRAS DOS CARACTERISTICAS DE
EXTRAORDINARIA IMPORTANCIAFUNCIONAL.
Vamos a revisar estas dos características de manera destacada, pues es conveniente que
el estudiante las entienda y recuerde cabalmente.
1.6.5.- LA PRIMERA DE ELLAS SOSTIENE QUE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS
SON ESTRUCTURAL Y FUNCIONALMENTE ASIMETRICAS.
Esto quiere decir, que la superficie EXTERIOR E INTERIOR de la membrana poseen
diferente composición química y, por ende, diferentes funciones.
De hecho:
Las proteínas receptoras (de hormonas, de transmisores químicos) se ubican en la
superficie exterior y suelen ser diferentes los tipos de enzima que se hallan en una u otra
superficie.
Sin embargo:
La máxima asimetría se obtiene a consecuencia de que los grupos carbohidratos que
forman parte de las GLUCOPROTEINAS y de losGLUCOLIPIDOS de la membrana se
disponen en su totalidad hacia la superficie EXTERIOR de la célula.
1.6.6.- DE ESTA MANERA PUEDE ACEPTARCE QUE: LAS CELULAS ESTAN
EXTERIORMENTE TAPIZADAS POR UNA CAPA DE CARBOHIDRATOS, MAS O
MENOS DESARROLLADA, QUE CONSTITUYE LO QUE SE DENOMINA CUBIERTA
CELULAR O GLUCOCALIX.
Estas son algunas funciones que han sido atribuidas al glucocalix:
En los tejidos con escasas sustancia intercelular, como el tejido epitelial por ejemplo,
actúa a la manera de un medio de unión entre las células (cemento intercelular).
Sirve como sustancia pegajosa a la cual adhieren las partículas que la célula engloba
por PINOCITOSIS.
Contactando sus glucocalix, las células se pueden reconocer mutuamente, lo cual las
guías en el establecimiento de relaciones enteellas.
Cuando las células están proliferando, el contactar los glucocalix cesan sus divisiones;
Este fenómeno conocido como el nombrede INHIBICION POR CONTACTO, se pierde
cuando la célula se hace cancerosa.
Las propiedades antigénicas de las células, de gran importancia en los INJERTOS DE
ORGANOS, se ubican en el glucocalix; al igual que las sustancias responsables de los
grupos sanguíneos en los hematíes(A, B y AB).
Fluidez De La Membrana1.6.7.- LA SEGUNDA CARACTERISTICA ATRIBUIDA A LAS MEMBRANAS ES SU
FLUIDEZ, LA CUAL ES TANTO MAYOR SEA LA PORCION DE ACIDO GRASOS NO
SATURADOS Y DE CADENA CORTA QUE CONTENGAN.
El hecho de que las membranas no sean estructuradas rígidas sino fluidas permite que,
tanto las moléculas de proteínas como Los lípidos. Pueden desplazarse en el interior de
las mismas. Este desplazamiento se realiza de dos maneras:
Se llama DIFUSION LATERAL cuando tiene lugar en elmismo plano de la membrana.
Se llama DIFUSION TRANSVERSA o FLIP-FLOP"� se hace de una superficie de la
membrana a la otra.
Por lo que hasta ahora sabemos, la difusión FLIP-FLOP puede jugar un papel importante
en los mecanismos de transporte a través de las membranas, de lo cual nos ocuparemos a
continuación.
Transporta A Través De La Membrana
1.6.7.1.-TRANSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA.
En términos generales puede decirse que el transporte en las membranas biológicas se
realiza por 1 mecanismos principales, los cuales a su vez muestran algunas variantes:
1.6.8.- FOGOCITOSIS: CIERTAS CELULAS DEL ORGANISMO, DENOMINADAS
MACROFAGOS, PUEDEN ENGULLIR BACTERIAS U OTRAS PARTICULAS
(GRANULOS DE CARBON, COLORANTES, ETC.).
Para ello, la célula emite pseudópodos que rodean a la sustancia a fagocitar, la cual queda
incluida en el interior de una vesícula (VESICULA FAGOCITICA o FAGOSOMA) formada
por plegamiento de la membrana plasmática a su alrededor.
1.6.9.- PINOCITOSIS: ES UN FENOMENO MUY SEMEJANTE A LA FAGOCITOSIS, DE
LA CUALSE DIFERENCIA POR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
Las sustancias que se engullan no son partículas sino macromoléculas.
La macromolécula(un polipéptido, por Ej.) se adhiere al glucocalix.
En la zona de adherencia la membrana se deprime (sin formar pseudópodos) para
constituir una pequeña vesícula, denominada VESICULA PINOCITICA,que contiene
en su interior la macromolécula junto con algo de liquido intersticial.
Lo contrario de los fagosomas que son visibles al microscopio de luz, las vesículas
pinocíticas, por sus dimensiones, solo lo son al M/E.
Sepa lo siguiente:
El termino ENDOCITOSISse emplea hoy para designar tanto la fagocitosis. EXOCITOSIS,
en cambio, se refiere a la liberación de productos envueltos en membrana(vease más
adelante: complejo funcional RER-Golgi).
1.6.10.- DIFUSION PASIVA.- ES UN MECANISMO DE TRANSPORTE QUE
SECARACTERIZA POR LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
Se realiza sin gasto de energía adicional.
Se realiza a favor de un gradiente de concentración.
-La velocidad del proceso depende del incremento del gradiente, es decir, cuanto mayor
sea el gradiente mas rápido será la difusión.
De esta manera:
Un soluto penetra en la célula cuando su concentración extracelular es mayor que la
intracelular y sale en caso contrario.
En una u otra dirección no hay consumo de energía, pues se trata de un fenómeno físico
de difusión: la agitación térmica de las moléculas del soluto es la fuerza que las impulsa
para alcanzar una distribución uniforme en el solvente (una concentración igual dentro y
fuera de la célula).
1.6.11.- DIFUSION FACILITADA.
Existen algunas sustancias que atraviesan la membranacelular a favor de un gradiente de
concentración, como en la difusión pasiva; pero, la velocidad del proceso, es mayor que la
que cabria esperar de acuerdo al tamaño de la molécula, a su solubilidad en los lípidos y a
la magnitud del gradiente.
Este tipo de proceso, al que se ha denominado DIFUSION FACILITADA, se observa
cuando se estudia la penetración de la glucosa en las células musculares y, en general, en
las llamadas Células insulino-dependientes. El fenómeno se ha explicado por la existencia � �de una proteína transportadora específica la cual, fija una molécula de glucosa en el
exterior, formando un complejo similar al de una enzima con su sustrato, luego la
transporta a través de la membrana y la libera en el interior de la célula.
Cuatro mecanismos se han propuesto para explicar la acción de laproteína transportadora:
Como cabe esperar, en la difusión facilitada la cinética del transporte cumple la ecuación
de Michaelis-Menten y la proteína transportadora puede ser caracterizada por su Vmax y
su KM.
Estas serian las principales características de la difusión facilitada:
El transporte es estereo específico (transporta D pero no L-glucosa).
La velocidad de transporte aumenta al principio con la [glucosa]; pero luego, alcanzada
la Vmax, se hace independiente de la misma (cuando todos los transportadores están
cargados).
El transporte puede ser inhibido por análogos estructurales (inhibición por
competencia).
Finalmente, hay quienes piensan, que el transporte pueda ser moderado por
mecanismo alosterico y han propuesto, que la hormona Insulina incrementa el flujo de
glucosa hacia el interior de las células musculares, fijándose a un segundo locus que
poseería el transportador, esto provocaría cambios conformacionales de la molécula
proteica, que influirían en la velocidad del transporte, aumentándola.
Transporta Activo
1.6.12.- TRANSPORTE ACTIVO
CADA COMPUESTO POSEE UN POTENCIAL QUIMICO O ENERGIA LIBRE QUE
TRADUCE SU CAPACIDAD PARA REALIZAR TRABAJO Y QUE DEPENDE DEL
LOGARITMO DE LA CONCENTACION DEL COMPUESTO.
Siendo esto así, es lógico pensar, que cuando un compuesto es transportado a través de
una membrana A FAVOR de un gradiente de concentración, el proceso supone una
perdida de energía libre, ya que
De hecho:
Cuando u proceso de transporte supone una perdida de energía libre, puede realizarse
espontáneamente, sin gasto adicional de energía. Por ello recibe, en general, el nombre
de TRANSPORTE PASIVO.
En cambio, cuando el transporte se lleva a cabo CONTRA gradiente, el proceso supone
una ganancia de energía libre, puesto que. De hecho:
En este segundo caso, el transporte no procede espontáneamentey solo tiene lugar si se
realiza acoplado a una segunda reacción en la que se libere energía libremostrando las
siguientes características:
Es espontáneo
Procede a favor de un gradiente de concentración.
No requiere gasto adicional de energía.
El transporte se denomina ACTIVO cuando se realiza con GANANCIA de energía
mostrando las siguientes características:
No es espontáneo.
Procede en contra de un gradiente de concentración.
Para que tenga lugar se requiere un aporte de energía que proviene de una reacción
exergónica acoplada.
La difusión pasiva y la difusión facilitada son ejemplos de transporte pasivo.
La llamada BOMBA de SODIO- POTASIO es un ejemplo de transporte activo, vamos a
explicar brevemente su mecanismo.
Es un hecho perfectamente demostrado la existencia de una desigual distribución de los
iones de sodio y potasio en los líquidos intra y extracelulares:
Hay mayor concentración de Na+ fuera que dentro de la célula (gradiente exterior-
interior).
Hay mayor concentración de K+ dentro que fuera de las células (gradiente interior-
exterior).
Por consiguiente:
Existiendo estos gradientes de concentración y siendo la membrana celular permeable
(aunque poco) a dichos iones, debe producirse de modo constante una difusión pasiva de
iones sodio hacia el interior de la célula y de iones potasiohacia el exterior.
De hecho:
Esta difusión pasiva debe realizarse hasta tanto se igualen lasconcentraciones de ambos
iones dentro y fuera de la célula.
Porque, entonces esto no sucede, sino que de modopermanente se mantiene la desigual
distribucióniónica.
La explicación es la siguiente:
En la membrana celular existe una enzima (ATPasa) que hidroliza
el ATP citoplasmática, liberando Energía.
Esta enzima es activada por los ionesNa que están en el interior de la célulay por los
iones potasio situados en el exterior.
La activación del enzima determina la salidade iones sodio y la entrada de iones
potasio contra gradiente (transporta activo), utilizando para ello la
energía (E) producida de la reacción acoplada: la hidrólisis del ATP.
No todos los procesos de transporte activo funcionan acoplados a la hidrólisisdel ATP,
como antes hemos visto sucede con el bombeo de K al interior.� �
Por ejemplo:
El movimiento de un compuesto contragadiente puede acoplarse a ladifusión facilitada en
otro compuesto.
En tales casos, una única molécula transportadora fija ambos compuestos y el transporte
puede realizarse:
Por Mecanismo Symport: Cuando las dos moléculas se trasladanen la misma
dirección(entran o salen).
Por Mecanismo Antiport: Cuando se trasladan en direcciones opuestas (una entra y la
otra sale).
Porque utiliza un solo transportador el cual se unen ambos compuestos a estos
mecanismos se les ha denominado en conjunto con el hombre
de CONTRANSPORTE.
Las células del intestino delgado del hombre transportan la glucosa contenida en los
alimentos acoplándola a la difusión facilitada de los iones sodio, por
mecanismo SYMPORT.
El transporte activo puede también proceder por que la molécula que se va a
transportar se modifica por reacciones cuando cruza la membrana. A este mecanismo
se le denomina por TRANSLOCACION de GRUPO.
En algunas bacterias, la glucosa se convierte en glucosa -6- fosfatos durante su
transporte.
La membrana celular es impermeable a los azucares fosfato y por ello estos se
acumulan en el interior de la célula.
Para concluir, vamos a presentar una nueva clasificación del transporte por permeabilidad
de las membranas(no se incluye el transporte en masa)tomando en consideración los
conceptos emitidos.
