Transporte activo vs. Transporte pasivo vs. Transporte por “carriers”
Transporte celular Prof. Yolanda Rivera Suarez Univ. Interamericana Recinto de Barranquitas
Modelo fluido mosaico de la membrana
Proteinas de la membrana Proteínas
periféricas
débilmente
Son
se
Son
conectadas a la membrana pueden eliminar fácilmente
Son
solubles en soluciones acuosas
Constituyen
el 20 – 30% de las proteínas de la membrana
Importancia de las proteinas de la membrana Pueden
Proteínas integrales
el 70 –80% de las proteínas de la membrana
insolubles en soluciones acuosas cuando se eliminan los lípidos
No
se extraen fácilmente
Al
igual que los lípidos, son anfipáticas
La membrana celular tiene permeabilidad selectiva
ser integrales o perifericas
Tienen
orientacion asimetrica en la membrana. (Cada lado de la membrana tiene caracteristicas diferentes porque cada tipo de proteinas se orienta en la bicapa de una sola manera).
Participan
en transporte, transferencia de informacion y como enzimas.
Solo
permite el paso de algunas sutancias
En
general, son mas permeables a las moleculas pequenas y a sustancias liposolubles capaces de cruzar el interior hidrofobico de la bicapa.
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Transporte celular
Comparando… Transporte activo:Transporte
Metodos
de transporte celular:
Difusion Osmosis Difusion
facilitada
Transporte Sistemas
de moléculas contra un gradiente de concentración (de regiones de baja concentración a regiones de alta concentración) con ayuda de proteínas de la membrana celular y energía proveniente del ATP.
activo
de cotransporte
Transporte pasivo:
Difusión a través de la membrana plasmática sin gasto energético por parte de la célula
Transporte pasivo
Movimiento de agua
Para
La
el transporte pasivo no se requiere que la célula gaste energía.
Entre
los ejemplos de este tipo de transporte se incluyen la difusión de oxígeno y anhídrido carbónico, la ósmosis del agua y la difusión facilitada.
Potencial de agua potencial de agua es la tendencia del agua a moverse de un área de mayor concentración a una de menor concentración.
El
Las
moléculas de agua se mueven de acuerdo a la diferencia de energía potencial entre el punto donde se encuentran y el lugar hacia donde se dirigen.
La
presión y la gravedad son dos de los orígenes de este movimiento.
membrana celular actúa como barrera semipermeable impidiendo la entrada de la mayor parte de las moléculas, dejando pasar selectivamente a otras.
Para
entender los sucesos que acontecen es necesario refrescar los conceptos de: potencial de agua, difusión y osmosis.
Osmosis Es
como se conoce al fenómeno de difusión de agua a través de una membrana semipermeable (o de permeabilidad diferencial o de permeabilidad selectiva).
Ejemplos
de ese tipo de membrana son:
la
membrana celular, como así también productos como los tubos de diálisis y las envolturas de acetato de celulosa de algunas salchichas.
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Osmosis presencia de solutos decrece el potencial de agua de una sustancia, por lo tanto existe más agua por unidad de volumen en un vaso de agua corriente que en el volumen equivalente de agua de mar.
Osmosis
La
En
una célula, que posee organelos y moléculas grandes, la dirección del flujo del agua es, generalmente, hacia el interior de la célula.
Osmosis – solucion hipertonica
Existen
tres tipos de soluciones al hablar de osmosis: Solucion
hipertonica
Solucion
hipotonica
Solucion
isotonica
Osmosis – solucion isotonica
Las
soluciones hipertónicas son aquellas, que con referencias al interior de la célula, contienen mayor cantidad de solutos (y por lo tanto menor potencial de agua).
Osmosis – solucion hipotonica
Las soluciones isotónicas tienen
concentraciones equivalentes de sustancia y, en este caso, al existir igual cantidad de movimiento de agua hacia y desde el exterior, el flujo neto es nulo.
Movimiento de agua en soluciones hipotonicas, isotonicas e hipertonica Solucion hipertonica
Las
hipotónicas son aquellas, que con referencias al interior de la célula, en cambio contienen menor cantidad de solutos (o, en otras palabras, mayor potencial de agua).
Solucion isotonica
Solucion hipotonica
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Difusion
Difusion
La
Difusión
difusión es el movimiento neto de sustancia (líquida o gaseosa) de un área de alta concentración a una de baja concentración.
Dado
que las moléculas de cualquier sustancia se encuentran en movimiento cuando su temperatura esta por encima de cero absoluto (0 grados Kelvin o -273 grados C), existe una disponibilidad de energía para que las mismas se muevan desde un estado de potencial alto a uno de potencial bajo.
Difusion
simple, significa que la molécula puede pasar directamente a través de la membrana.
La
difusión es siempre a favor de un gradiente de concentración. Esto
limita la máxima concentración posible en el interior de la célula (o en el exterior si se trata de un producto de desecho).
La
efectividad de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula.
Difusion
La
mayoría de las moléculas se mueven desde una concentración alta a una baja, es decir el movimiento neto es desde altas concentraciones a bajas concentraciones.
Eventualmente, si no se agrega energía al sistema las moléculas llegan a un estado de equilibrio en el cual se encuentran distribuidas homogéneamente en el sistema.
Difusion
El intercambio de gases en branquias y pulmones es consecuencia de fenómenos de difusión.
El anhídrido carbónico se regenera constantemente dado que es producido en las células como consecuencia de fenómenos metabólicos, y como la fuente está en el interior de la célula, el flujo neto del CO2 es hacia el exterior de la célula.
Los procesos metabólicos, requieren usualmente oxígeno, cuya concentración es mayor en el exterior de la célula, por lo tanto su f lujo neto es hacia el interior.
Difusion
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Difusion facilitada
Difusion facilitada
La
La
difusión facilitada utiliza canales (formados por proteínas de membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula.
velocidad del transporte facilitado esta limitado por el numero de canales disponibles (ver que la curva indica una "saturación") mientras que la velocidad de difusión depende solo del gradiente de concentración.
Estos canales son usados sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.
Transporte asistido por “carriers” La
glucosa entra en la mayor parte de las células por difusión facilitada. Parece existir un número limitado de proteínas transportadoras de glucosa.
El
rápido consumo de la glucosa por la célula (por la tan conocida glicólisis) mantiene el gradiente de concentración.
Sin
embargo, cuando la concentración externa de glucosa aumenta, la velocidad de transporte no excede cierto límite, sugiriendo una limitación en el transporte.
Transporte asistido por “carriers”
Tipos de moleculas transportadoras
El
transporte por parte de las proteínas integradas en la membrana celular es por lo general altamente selectivo en lo que se refiere a los productos químicos que permiten pasar.
Algunas
de esas proteínas pueden mover material a través de la membrana solo cuando acontece un fenómeno de gradiente de concentración, este tipo de transporte asistido por "carriers" se denomina difusión facilitada.
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Tipos de moleculas transportadoras
Los transportadores tipo "uniport" llevan un soluto por vez. Los "symport" transportan el soluto y co-transportan otro al mismo tiempo y en la misma dirección. En cambio los "antiport" transportan soluto hacia el interior (o exterior) y cotransportan soluto en la dirección opuesta. Uno entra y el otro sale o vice-versa.
Transporte mediado por vesiculas
Las vesículas y vacuolas que se fusionan con la membrana celular pueden utilizarse para el transporte y liberación de productos químicos hacia el exterior de la célula o para permitir que los mi smos entren en la célula.
Se aplica el término exocitosis cuando el transporte es hacia fuera de la célula.
Transporte mediado por vesiculas
Transporte mediado por vesiculas
Esta
En la endocitosis las moléculas hacen que la membrana celular se invagine y luego forme una vesícula que se dirige al interior.
La fagocitosis es un tipo de endocitosis en la cual se incorpora una partícula completa (por ejemplo una bacteria).
En la pinocitosis se incorpora un líquido.
En la endocitosis mediada por receptor el material a ser transportado se "pega" a receptores específicos de la membrana, un ejemplo de ello es transporte de lipoproteínas.
animación pertenece a http://www.stanford.edu/group/Urchin/GIF S/exocyt.gif .
Note
como la vesícula a la izquierda se fusiona con la membrana celular que se encuentra a la derecha y expulsa su contenido hacia el exterior de la célula.
Homeostasis
(del griego homos = mismo o similar, stasis = estar): La capacidad de mantener relativamente constante el medio interno
Una de las principales funciones del cuerpo de los animales es el mantenimiento de la isotonicidad del plasma sanguíneo, es decir un medio interno isotónico.
Esto elimina los problemas asociados con la pérdida o ganancia de agua desde y hacia las células. Estamos hablando por supuesto de una de las claves de la homeostásis.
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Regulacion del transporte de agua homeostasis
Regulacion del transporte de agua homeostasis
Organismos
Una
unicelulares como Paramecium, y otros organismos de vida libre en agua dulce, tienen el problema de que son usualmente hipertónicos con relación a su medio ambiente.
Por
lo tanto el agua tiende a fluir a través de la membrana hinchando a la célula y eventualmente rompiéndola, hecho molesto para cualquier célula. Ocurre
vacuola contráctil es la respuesta del Paramecium a este problema, si bien el bombear agua hacia exterior de la célula requiere energía ya que trabaja contra un gradiente de concentración. Ocurre
crenacion celular (la celula se pone arrugadita, parecida a una pasa por la perdida de agua).
lisis celular.
Transporte activo El
transporte activo requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana. transporte activo es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración, al igual que la difusión facilitada el transporte activo esta limitado por el numero de proteínas transportadoras presentes.
Transporte activo El
transporte activo requiere por parte de la célula un gasto de energía que usualmente se da en la forma de consumo de ATP.
El
Transporte activo primario Son
de interés dos grandes categorías de transporte activo, primario y secundario.
El
transporte activo primario usa energía (generalmente obtenida de la hidrólisis de ATP), a nivel de la misma proteína de membrana produciendo un cambio conformacional que resulta en el transporte de una molécula a través de la proteína.
Ejemplos
del mismo son el transporte de moléculas de gran tamaño (no solubles en lípidos) y la bomba sodio-potasio.
Transporte activo primario El
ejemplo mas conocido es la bomba de Na+/K+. La bomba de Na+/K+ realiza un contratransporte("antyport") transporta K+ al interior de la célula y Na+ al exterior de la misma, al mismo tiempo, gastando en el proceso ATP.
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Transporte activo secundario
Resumen:
Osmosis = (del griego osmos = impulso) =movimiento de las moléculas de agua a través de una membrana en respuesta a diferencias en la concentración de los solutos.
El agua se mueve de áreas de alta concentración de agua/ baja concentración de solutos a áreas de baja concentración de agua/alta concentración de solutos. Movimiento del agua a través de una barrera semipermeable, como l a membrana celular, desde un alto potencial de agua a un bajo potencial de agua.
Difusión: El movimiento espontaneo de partículas desde un área de alta concentración a un área de baja concentración
Endocitosis: (del griego endon = dentro; kytos = célula): La incorporación de material desde el exterior de la célula hacia el interior por la formación, en la membrana plasmática, de una vesícula que rodea al material en manera tal que la célula lo pueda incorporar. Incluye 1) fagocitosis 2) pinocitosis 3) endocitosis mediada por receptor
Exocitosis: El proceso en el cual una vesícula primero se fusiona con la membrana plasmática y luego se abre y libera su contenido al exterior.
Fagocitosis, forma de endocitosis en la cual la célula rodea a partículas sólidas, bacterias o virus que son introducidas para su destrucción.
El
transporte activo secundario utiliza la energía para establecer un gradiente a través de la membrana celular, y luego utiliza ese gradiente para transportar una molécula de interés contra su gradiente de concentración.
Transporte activo:Transporte
de moléculas contra un gradiente de concentración (de regiones de baja concentración a regiones de alta concentración) con ayuda de proteínas de la membrana celular y energía proveniente del ATP.
Transporte pasivo:
Difusión a través de la membrana plasmática sin gasto energético por parte de la célula
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