Alumno: Alfredo Sosa Hernández Práctica No. 4 “Difusión de sustancias por una membrana”. Introducción: embrana celular: celular: una célula eucariótica se encuentra rodeada por una membrana celular (membrana plasmática) y el límite entre ella y su entorno es esa membrana. La membrana tiene un espesor de más o menos 10 n m y está compuesta por una capa doble (bicapa) de fosfolípidos y por proteínas, las cuales con frecuencia poseen cadenas de oligosacáridos. n general, las membranas pueden ser: permeables, impermeables y semipermeables. Las membranas permeables permiten el paso del soluto y del disol!ente, las impermeables impermeables impiden el paso de ambos y las semipermeables permiten pasar el disol!ente pero impiden el paso de determinados solutos. !ransporte de sustancias a tra"#s de la membrana plasmática Difusión: s Difusión: s el fenómeno por el cual las partículas de un soluto se distribuyen uniformemente uniformemente en un disol!ente de tal forma "ue en cual"uier punto de la solución se alcan#a la misma concentración. !ransporte Pasi"o: Pasi"o: $roceso de difusión de sustancias a tra!és de la membrana% se produce siempre a fa!or del gradiente. ste transporte puede darse por: $% !ransporte !ransporte pasi"o simple &difusión simple%. &iertas simple%. &iertas sustancias como las pe"ue'as moléculas lipídicas (ormonas esteroideas, anestésicos, fármacos liposolubles) y sustancias apolares apolares (sin carga eléctrica) como el * y +* pueden atra!esar libremente libremente la membrana por difusión a fa!or del gradiente de concentración. ste tipo de transporte no re"uiere un gasto de energía. lgunas moléculas polares de muy pe"ue'o tama'o, tales como -*, &*, etanol y glicerina también atra!iesan la membrana por difusión simple $$% !ransporte !ransporte pasi"o facilitado &difusión facilitada%. Las facilitada%. Las moléculas idrólas (agua, iones, gl/cidos, aminoácidos...) no pueden atra!esar la doble capa lipídica por difusión a fa!or del gradiente de concentración. eterminadas proteínas transportadoras transportadoras de la membrana act/an como puertas para "ue estas sustancias puedan sal!ar el obstáculo "ue supone la doble capa lipídica. ste tipo de transporte tampoco re"uiere un consumo de energía pues se reali#a a fa!or del gradiente de concentración. 2e reali#a mediante dos tipos de proteínas: canales iónicos y carriers. Absorbancia: n espectrofotometría, espectrofotometría, la absorbancia es denida como: es la intensidad de la lu# con una longitud de onda especíca y "ue es pasada por una muestra es la intensidad de la lu# antes de "ue entre a la muestra. '() D(*+,-,(/'A*(!/*((: La D(*+,-,(/'A*(!/*((: La ley de 3eer arma "ue la totalidad de lu# "ue emana de una muestra puede disminuir debido a tres fenómenos de la física, "ue serían los siguientes: 1. l n/mer n/mero o de mater materia iales les de absor absorció ción n en su trayec trayector toria ia,, lo cual cual se denomi denomina na concentración *. Las distancias "ue la lu# debe atra!esar a tra!és de las muestra. enominamos a este fenómeno, distancia del trayecto óptico 4. Las probabilidades "ue ay de "ue el fotón de esa amplitud particular de onda pueda absorberse por el material. sto es la absorbencia o también coeciente de e5tinción. La relación anterior puede ser e5presada de la siguiente manera: 67 8cd onde, 6 bsorbanc bsorbancia ia 8 6 &oeficien &oeficiente te molar molar de e5tinción e5tinción d 6 9ecorrid 9ecorrido o (en cm) c 6 &oncentración molar Objetivo:
&onocer los mecanismos de paso de una sustancia a tra!és de una membrana como es el fenómeno de difusión.
Desarrollo: 1. *. 4. ;. <. =. >.
&on una agua acer un oricio pe"ue'o en la #ona apical del ue!o. &on una eringa e5traiga el contenido del ue!o. La!ar con agua destilada. &on cuidado retirar el cascaron de la #ona basal del ue!o. &olocar las diferentes soluciones de a#ul de metileno en los ue!os. gregar 400 ml de agua destilado a un !aso. &olocar el ue!o en la parte de arriba del !aso de manera "ue la membrana del ue!o tenga contacto con el agua y "uede en medio del !aso el ue!o. ?. @omar alícuotas de * ml de la solución del !aso a los minutos <, 10, 1<, *0, *<, 40 y 4<. A. &olocar una cantidad en la celda y leer en el espectrofotómetro a ==0 nm. 10. notar los resultados. Resultados: Tiempo (minutos)
Azul de metileno 0.0! 0.0>4 0.0>= 0.0?A 0.0>1 0.0>; 0.0>4 0.0>*
< 10 1< *0 *< 40 4<
Azul de metileno 0.! 0. 0.>01 0.>*< 0.>40
Azul de metileno ! 0.141 0.1?; 0.4<0 0.;04 0.;40 0.<*A 0.A=0
Absorbancia "s !iempo 1.* 1 0.?
#ul de metileno 0.01B
Absorbancia 0.= 0.;
#ul de metileno 0.1B #ul de metileno 1B
0.* 0 0
10
*0
40
;0
!iempo &minutos% Cracar la absorbancia de a#ul de metileno contra el tiempo.
Discusión de resultados: @eóricamente debimos obtener en la gráca 4 líneas rectas "ue deberían tener una pendiente "ue las dirigiera acia el ee de la absorbancia y estas estarían ordenadas de acuerdo a la concentración de a#ul de metileno teniendo más cerca del ee el a#ul de metileno al 1B debido a "ue es el más concentrado, después el a#ul de metileno al 0.1B y al nal el "ue está al 0.01B. l !alor de la absorbancia !a a cambiar por"ue cada !e# la solución absorbe más lu# debido a "ue está más concentrada, por eso los !alores deberán aumentar conforme pasa el tiempo. +uestros resultados de absorbancia no fueron los adecuados por los cuales en la gráca no pudimos acer notar de manera adecuada la forma en "ue fueron pasando los di!ersos solutos a tra!és de la membrana de los ue!os, estos errores de absorbancia se pudieron deber a di!ersos factores como lo son los tiempos en "ue tomamos cada muestra, la cantidad tomada a la ora de pipetear, a "ue leímos nuestra muestras después de los 4< minutos, el diámetro de la membrana de los ue!os tu!o !ariación debido a "ue no todas eran del mismo tama'o.
"onclusión: prendimos una técnica "ue nos permite obser!ar el proceso de difusión de sustancias a tra!és de una membrana y conocer de "ué manera inDuyen las concentraciones del soluto. "uestionario: 1. EFué es la difusión simpleG s el paso de soluto a tra!és de una membrana del sitio de mayor concentración acia el sitio de menor concentración. también como el paso de soluto del sitio de mayor energía cinética acia el sitio de menor energía cinética asta alcan#ar el e"uilibrio termodinámico. *. EFué es la difusión facilitadaG s el paso de moléculas o soluto a tra!és de la membrana generalmente a fa!or de su gradiente de concentración para lo cual se re"uieren proteínas acarreadoras o transportadoras. ste mecanismo no re"uiere energía metabólica (@$). 4. E&uáles son los parámetros de la ley de HicIG La rapide# de difusión por unidad de área de sección trans!ersal en una dirección determinada es proporcional al cambio de la concentración del soluto en esa dirección. La ecuación para esta ley es: ∆m ∆t
= − DA
∆C ∆ x
∆m ∆t
onde es la masa del soluto "ue difunde a lo largo de esa dirección por unidad de tiempo, es el área de la sección trans!ersal, & es la concentración del soluto ("ue se supone ∆C ∆ x
constante sobre cual"uier sección trans!ersal del tubo), es el coeciente de difusión, y
se llama gradiente de concentración. Jalores típicos de para la difusión en agua de moléculas importantes en biología !an desde 1.10- 11 a 100 x 10 - 11 m2 /s, para un rango de pesos moleculares de cerca de 104. $uesto "ue todos los organismos !i!os se componen de una o más células rodeadas por membranas, la difusión de sustancias a tra!és de membranas biológicas es cuestión de suma importancia. $or di!ersas ra#ones no es posible caracteri#ar las membranas biológicas por un coeficiente de difusión , pero es posible combinar el espesor desconocido K x de la membrana con D en un coeciente de permeabilidad P, denido en términos de rapide# de transferencia de ∆m
P =
∆ t
A (Ci − C 0
)
masa, utili#ando la ecuación: onde es el área, & i, es la concentración de la sustancia "ue difunde en el interior de la célula y &0 es la concentración en el e5terior. $ara mucos tipos de células, se a determinado el coeciente de permeabilidad "ue nos da información muy /til en los estudios de la membrana celular. ;. escribe las proteínas canal acopladas a proteínas C. Los receptores "ue son acoplados a proteínas C (C$&9) son el grupo más grande de receptores "ue tenemos. ste tipo de receptores, al recibir una se'al estimulante mediante su agonista, se une a una proteína C. sta acti!a otras proteínas efectoras "ue generan unos segundos mensaeros (por eemplo $c, &aMM) "ue a su !e# transmiten la se'al por la célula. La transducción de una se'al mediante los C$&9s es más lenta "ue la reacción de los receptores ionotrópicos por eemplo, pero el concepto del segundo mensaero permite una intensicación de la se'al. Las proteínas C son unas proteínas eterotriméricas, "uiere decir "ue se constituyen de tres subunidades diferentes alfa, beta y gamma. s su estado inacti!o, la subunidad alfa contiene un grupo de guanosina difosfato ( C$ ). stán ancladas en la membrana celular y e5isten !arios tipos diferentes de esta proteína. Nn receptor determinado interact/a con una proteína C determinada en la mayoría de los casos. sta familia de receptores reconoce una gran !ariedad de ligandos. $ueden ser neurotransmisores, ormonas, feromonas, odori!ectores, péptidos y proteínas, además de mucos fármacos sintéticos. <. escribe las aplicaciones de la difusión simple. l proceso de difusión simple es de !ital importancia para el transporte de moléculas pe"ue'as a tra!és de las membranas celulares. s el /nico mecanismo por el cual el o5ígeno ingresa a las células "ue lo utili#an como aceptor nal de electrones en la cadena respiratoria y uno de los principales mecanismos de regulación osmótica en las células.
