Ósmosis en célula animal y vegetal/transporte activo
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Membrana BiológicaMecanismos de transporte
GIMNASIO CAMPESTRE
LIC. ORLANDO SIERRA V.
ÁREA CIENCIAS NATURALES
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Introducción
Este tutorial te ayudará a dominar los conceptos básicos sobre la membrana biológica. Reconocerás cuál es la composición de la membrana biológica y el rol de cada uno de sus componentes. Además, conocerás cómo las sustancias pueden atravesar la membrana biológica usando diferentes mecanismos de transporte. Algunas de las secciones están acompañadas de demostraciones interactivas que te ayudarán a entender mejor los conceptos presentados.
Objetivo General
Conocer la estructura, la función y los mecanismos de transporte en la membrana
biológica.
Membrana biológica
Permeabilidad Selectividad Mosaico Fluido Regular Aislar Difusión Concentración
GLOSARIO Plasmólisis Desplasmólisis Hipertónico Isotónico Hipotónico Soluto Solvente
Difusión
Señalar los factores que permiten al agua y los solutos moverse a través de la membrana.
ObjetivoObjetivo
Mecanismo de transporte
El citosol de la célula animal es isotónico con respecto a su ambiente extracelular.
Por ejemplo: Un glóbulo rojo es isotónico con respeto a su ambiente,
por lo tanto la cantidad de agua que entra y sale del glóbulo es la misma.
Osmosis y la célula animal
Transporte Pasivo
Mecanismo de transporte
Si sumergimos un glóbulo rojo en una solución salina al 0.9%, la cuál es isotónica al citosol de los glóbulos rojos, no habrá ningún cambio en el glóbulo rojo porque la cantidad de sustancias que entran es la misma de la que sale.
Transporte Pasivo
0.9% 0.9% 0.9%
Mecanismo de transporte
Si sumergimos en glóbulo rojo en una solución hipertónica con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua salina mayor de 0.9%), la célula comenzará a perder agua debido al gradiente de concentración. Esta perdida ocasiona que la célula se encoja y posteriormente se muera (crenación).
Transporte Pasivo
0.9%> 0.9% > 0.9%
Mecanismo de transporte
Si sumergimos una célula en una solución hipotónica con respeto al citosol del glóbulo rojo (agua pura), la célula comenzará a ganar agua, hasta hincharse o reventar. A este proceso se le conoce como citolisis. Hemólisis si se refiere a glóbulos rojos.
Transporte Pasivo
0.9%< 0.9%< 0.9%
Mecanismo de transporte
El citosol de la célula vegetal, a diferencia de la célula animal, es hipertónico con respecto a su ambiente. Estas células poseen una vacuola central que a su vez es hipertónica con respecto al citosol.
Por lo tanto, estas células sobreviven porque obtienen el agua del ambiente a través de osmosis.
Osmosis y la célula vegetal
Transporte Pasivo
Pared celular
Membrana celular
Vacuola central
núcleo
Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipotónica entonces el agua entrará a la célula por el proceso de osmosis. El agua que entra llena la vacuola central ocasionando que esta
empuje la membrana celular contra la pared celular.
Mecanismo de transporteTransporte Pasivo
< 0.9% 0.9%
Es la pared celular de la célula vegetal la que no permite que la célula explote.
La presión que ejerce el agua dentro de la vacuola se conoce como presión de turgencia.
Mecanismo de transporteTransporte Pasivo
Por lo tanto, la membrana se aleja de la pared celular a medida que la vacuola pierde agua, el citoplasma se encoje y la célula se marchita.
0.9%< 0.9%
Si sumergimos una célula vegetal en una solución hipertónica, esta pierde la presión de turgencia debido a la perdida de agua.
Esta pérdida de agua progresiva se llama PLASMÓLISIS
Mecanismo de transporte
Si la célula nuevamente empieza a ganar agua, se llama
DESPLASMÓLISIS
< 0.9% 0.9%
Mecanismo de transporte
El transporte activo se diferencia del pasivo porque este necesita energía para poder transportar moléculas a través de la membrana.
En este caso si existe un control direccional de movimiento ya sea hacia dentro o fuera de la célula.
La energía es necesaria porque el transporte ocurre en contra del gradiente de concentración.
Transporte Activo
Mecanismo de transporte
Para poder transportar las moléculas se necesitan unas proteínas en la membrana que se suelen conocer con el nombre de bombas.
A través de ellas se pueden transportar moléculas como el calcio (Ca2+) y el sodio (Na). Por lo tanto son importantes porque mantienen las concentraciones necesarias de los nutrientes o iones que necesita la célula.
Transporte Activo
Mecanismo de transporteTransporte Activo
La proteína en la membrana biológica utilizada para el transporte activo contiene dos sitios activos.
1. Se enlaza la molécula que va a ser transportada. Puede enlazarse en el interior como el exterior de la
membrana2. Se enlaza una molécula portadora de energía (Ejemplo: ATP).
Se enlaza solo en el interior de la membrana el ATP.
proteína
Sitios activos
Mecanismo de transporteTransporte Activo
1. Se enlaza la molécula que va a ser transportada a su sitio activo en la proteína transportadora.
Pulse en las siguiente palabra para una demostración de cómo se transporta una molécula a través de la membrana utilizando transporte activo.
Transporte activo
2. Se enlaza la molécula de energía (ATP) a su sitio activo en la proteína transportadora.
3. El ATP cede energía a la proteína transportadora.
ATPADP4. La proteína sufre un cambio en
conformación que permite transportar la molécula a través de la membrana en contra del gradiente de concentración.
Tráfico en la membrana
Distinguir las diferencias entre los procesos de transporte endocitosis y exocitosis.
ObjetivoObjetivo
Tráfico en la membrana
La mayoría de las macromoléculas no pueden cruzar la membrana biológica utilizando el transporte pasivo o activo. Por lo tanto necesitan ser transportadas en vesículas.
Hay dos procesos principales que requieren de la formación de vesículas:
1. Endocitosis – transportar moléculas o partículas del exterior al interior de la célula.
2. Exocitosis – expulsión de moléculas o partículas del interior al exterior de la célula.
Tráfico en la membrana
Las vesículas se forman a partir de la membrana biológica. La molécula es rodeada por una invaginación de la membrana biológica, que luego se desprende de la membrana para formar la vesícula.
Las vesículas son importantes porque no permiten que el cargo se mezcle con el citoplasma de la célula.
Ambos procesos requieren de energía para llevarse a cabo.
Tráfico en la membrana
El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos:
1. Pinocitosis – es la acción de beber. La célula adquiere líquido extracelular o partículas pequeñas. Ejemplo: una gota.
2. Fagocitosis – es la acción de comer. Puede capturar partículas grandes incluyendo organismos enteros. Ejemplo: Amiba y las células blancas.
Durante la endocitosis se invagina la membrana biológica para obtener una partícula del exterior, se forma una vesícula intracelular que luego libera la partícula.
Endocitosis
Endocitosis
Tráfico en la membrana
El proceso de endocitosis se puede clasificar en tres tipos:
3. Endocitosis mediada por receptores – ocurre cuando moléculas o partículas específicas se enlazan a los receptores de la membrana. La partícula transportada por la vesícula es llevada al lisosoma y luego esta vesícula se funde con la membrana.
Endocitosis
Endocitosis
Tráfico en la membrana
Durante la exocitosis las vesículas intracelulares se fusionan con la membrana y las partículas en su interior son liberadas al exterior de la célula. Se pueden liberar desechos de digestión, hormonas y otras
partículas.
La membrana de la vesícula se incorpora a la membrana plasmática por lo que permite que la membrana crezca. La vesícula se funde con la membrana solo cuando la señal adecuada ha sido recibida.
Por lo general estas vesículas son producidas en el Aparato de Golgi.
Exocitosis
Exocitosis
Intracelular
Extracelular
Pulse en las siguientes palabras para una demostración de endocitosis o exocitosis.
Endocitosis Exocitosis
1. Una macromolécula sintetizada o modificada en el aparato de Golgi es transportada intracelularmente en una vesícula.
Aparato de Golgi
2. La vesícula se funde con la membrana biológica
3. La macromolécula es liberada al ambiente extracelular
1. Una macromolécula extracelular se aproxima a la membrana biológica.
2. La membrana biológica se invagina y rodea la macromolécula3. La macromolécula es transportada intracelularmente en una vesícula la cual se funde con un organelo membranoso (ej. lisosoma).
Tráfico en la membrana