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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
