Transporte de Sustancias a Través de las Membranas Biológicas, Diapositivas de Biología

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BIOLOGÍA

Profa. Melisa Meztli Méndez Méndez

Transporte de sustancias

a través de las membranas

Las membranas biológicas

 Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una membrana limitante: la membrana plasmática.  Además, la presencia de membranas internas en las células eucariotas proporciona compartimientos adicionales que limitan ambientes únicos en los que se llevan al cabo funciones altamente específicas, necesarias para la supervivencia celular.  Sin la existencia de las membranas habría sido imposible que la vida en la Tierra evolucionara hasta alcanzar su estado actual.

Las membranas biológicas

 Las membranas celulares no son paredes rígidas, sino estructuras complejas y dinámicas compuestas por moléculas que poseen características especiales. Tales características hacen posible la existencia de interacciones selectivas entre los sistemas de membrana internos en la célula, y de la célula con el medio que la rodea.  Funciones de la membrana celular:  Regulación del transporte de moléculas hacia adentro y afuera de la célula  Transmisión de señales e información entre el medio y el interior de la célula  Capacidad de actuar como sistema de transferencia y almacenamiento de energía  Reconocimiento de la célula con su entorno

Micrografía electrónica de una membrana plasmática

Estructura y función de las membranas

 En 1972, S.T. Singer y G.L. Nicholson propusieron un modelo de estructura de membranas que sintetizaba las propiedades conocidas de las membranas biológicas.  Según este modelo del mosaico fluido , las membranas constan de una bicapa lipídica (esencialmente una doble capa de fosfolípidos) en la cual están inmersas diversas proteínas.

Bicapa lipídica

✓ Esta doble capa actúa como una barrera de las moléculas biológicas solubles en agua como las sales, los aminoácidos y los azúcares, ya que la parte hidrofóbica de los fosfolípidos evita que pasen al interior de la célula. ✓ Otro factor es el colesterol que hace que la bicapa sea más fuerte y flexible , pero menos fluida y permeable.

Modelo del mosaico fluido

Transporte a través de la membrana La membrana plasmática actúa como una barrera semipermeable entre la célula y el medio extracelular. Es un filtro altamente selectivo que permite la entrada, la salida y la permanencia de ciertas moléculas esenciales, y mantiene constante el medio interno. Las células tienen dos mecanismos diferentes para realizar esta función según el tamaño de las sustancias transportadas.

Transporte de moléculas pequeñas a través de la bicapa de fosfolipídos Dos mecanismos:

1. Transporte pasivo es un tipo de difusión en que una molécula atraviesa la membrana a favor de su gradiente de concentración o del gradiente electroquímico y no requiere energía. Se puede realizar por difusión simple o por difusión facilitada.
2. Transporte activo se realiza en contra del gradiente electroquímico y con consumo de energía metabólica (ATP). Un ejemplo es la bomba Sodio-Potasio

Difusión

La difusión es un proceso físico irreversible, consiste en el flujo de átomos, iones o pequeñas moléculas a favor del un gradiente de concentración, es decir, van del sitio de mayor concentración del soluto hacia el sitio de menor concentración hasta obtener una distribución uniforme.

Proteínas canal Las proteínas que facilitan el transporte a favor del gradiente de concentración son llamadas proteínas canal. Las más estudiadas son los canales iónicos que transportan iones de carga positiva como el Na

, K

y Ca

, que participan en el cambio de los potenciales de membrana, importantes en la conducción nerviosa o en la exocitosis de vesículas que transportan neurotransmisores u hormonas como la insulina.

Proteínas transportadoras También llamadas acarreadoras o permeasas, sufren un cambio de conformación cuando la molécula que debe ser transportada se pone en contacto con ellas. El cambio de forma permite la transferencia de la molécula al interior de la célula. La proteína acarreadora sodio/glucosa es la más conocida; permite la entrada de la glucosa al interior del eritrocito.

Ósmosis Movimiento de agua ya sea directamente por la bicapa lipídica (difusión simple) o a través de proteínas llamadas acuaporinas (difusión facilitada).