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LA DIFUSIÓNUna sustancia difunde desde una región de mayorconcen-tración hacia una región donde está menosconcentrada.La d...
Difusión FacilitadaEste tipo de transporte se hace siempre a favor delgradiente electroquímico, y las proteínas transporta...
ISOFORMAS    NUMERO DE    Km (mM)       MONOSACARIDOS           LOCALIZACION EN LOS                FUNCION            AMIN...
CANALES DE IONES• Son proteínas integrales plegadas formando un  poro a través del que se transportan iones.  El tamaño de...
Hay dos tipos de canales iónicos: - Los canales de filtración, siempre están abiertos. Ej. canales para iones K+. -    Los...
3.   Canal iónico de ligandos, se abre y cierra en respuesta a un estímulo químico específico.     Entre ligandos químicos...
Canales de agua o aquaporinasEn las células el agua se transporta a través de proteínas de membrana específicasllamadas ca...
OSMOSISLa ósmosis se puede entender considerando los efectos de diversas concentraciones deagua en los eritrocitos. Si un ...
TRANSPORTE ACTIVOUna proteína transporta o mueve sustancias a través de la membrana en contrade su gradiente de concentrac...
TRANSPORTE ACTIVO          BOMBAS IÓNICAS O ATPASAS TRANSPORTADORAS DE IONESEn las membranas celulares existen proteínas i...
ATPASAS DE MEMBRANA TIPO PEstán presentes en las membranas plasmáticas de células eucarióticas (bomba de Na+/K+y bomba de ...
Bomba de sodio o Na+-K+-ATPasaEs la más estudiada de las bombas tipo P. Está presente en las membranas plasmáticas de lasc...
Bombas de Ca o Ca2+-ATPasasLas bombas de Ca o Ca2+-ATPasas al igual que la bomba de Na pertenecen grupo de ATPasasde membr...
•   Bombas de Ca2+ remueven Ca2+ del citosol después de los eventos de señalización.     – La concentración de Ca2+ citosó...
ATPasas de membrana tipo VEstán presentes en las membranas plasmáticas (osteoclastos y células tubulares renales)membranas...
ATPasas de membrana tipo F (F0F1)Están presentes en las membranas plasmáticas de las bacterias,en la membrana tilacoidal y...
SUPERFAMILIA ABCEstán presentes en las membranasplasmáticas de las bacterias (transportaaminoácidos, azúcares y péptidos),...
Proteína de resistencia a multifármacos (MDR).•   La proteína MDR (multidrug resistance), se encuentran normalmente en las...
TRANSPORTE SIMPORT: COTRANSPORTEGenerado el gradiente de soluto (ej. Gradiente de Na) puede ser usado para transportar enc...
TRANSPORTE ANTIPORT: CONTRATRANSPORTEEn la membrana plasmática de la mayoría de células poseen un tipo de antiportador o m...
Control del volumen celular.a. La célula es colocada en un medio hipertónico. Las células responden a la pérdida de    agu...
GRACIAS
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EDGARD H. MARÍN SÁNCHEZBiólogo, Ms.C.Universidad Alas Peruanas (UAP)Trujillo, Perú.email: edmarin.uap@hotmail.com
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  1. 1. Universidad Alas Peruanas Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental Curso de Biología General SEMANA 6TRANSPORTE CELULAR Edgard M arín S ánchez Biólogo, Ms.C.
  2. 2. La membrana plasmática es una barrera selectivamanete permeable (semipermeable).Esta permeabilidad asegura que las moléculas esenciales como la glucosa, aminoácidos ylípidos entren rápidamente en la célula, que los cmouestos intermediarios queden retenidosen al célula y que los compuestos de deshecho dejen la célula.La permeabilidad de la membrana depende de varios factores:* Tamaño de las moléculas * Liposolubilidad* Presencia de canales y transportadores * Carga
  3. 3. TRANSPORTE A TRAVÉS DELAS MEMBRANAS BIOLÓGICASLas membranas celulares tienen unapermeabilidad mucho mayor a ionesy moléculas polares grandes que unabicapa de fosfolípidos.• La razón es que varias de lasproteínas integrales de membranaconstituyen vías específicas detransporte para iones y moléculaspolares y agua que facilitan su paso:Transporte Facilitado• En las membranas los principalestipos de proteínas de membrana quefacilitan el transporte de iones ymoléculas polares son: los canalesde iones y de agua, los transporta-dores y las bombas iónicas.•A través de las proteínas transporta-doras los solutos se puedentranspor-tar a favor de su gradienteelectro-químico (difusión facilitada) oen contra del mismo (transporteactivo).
  4. 4. TRANSPORTE PASIVOLas sustancias difunden espontáneamente debido a su gradiente de concentración. La célula no gasta energía.
  5. 5. LA DIFUSIÓNUna sustancia difunde desde una región de mayorconcen-tración hacia una región donde está menosconcentrada.La difusión bajo el gradiente de concentración lleva a unequilibrio dinámico, las moléculas de soluto continuanatravesando la membrana, pero a una tasa igual enambas direcciones. Las moléculas deben ser pequeñas y no polares para que se muevan a través de la membrana Ej. Difusión de gases (O2 y CO2) en los eritrocitos
  6. 6. Difusión FacilitadaEste tipo de transporte se hace siempre a favor delgradiente electroquímico, y las proteínas transporta-doras son las permeasas.En la difusión facilitada la velocidad de transporteaumenta rápidamente con la diferencia de concen-traciones, pero se llega a un tope cuando todas lasproteínas transportadoras están saturadas. PERMEASAS: Transportador GluT1
  7. 7. ISOFORMAS NUMERO DE Km (mM) MONOSACARIDOS LOCALIZACION EN LOS FUNCION AMINOACIDOS QUE TRANSPORTA TEJIDOS GLUT 1 664 1,6 Glucosa, galactosa Eritrocitos, barreras Ingreso basal de hematooencefálica glucosa placentaria y de la retina, astrocito, nefrona GLUT 2 522 17 Glucosa, galactosa, Células β pancreáticas, Sensor de glucosa en fructosa hígado, intestino delgado, páncreas, transporte de nefrona proximal glucosa en la membra- na basolateral de intestino y riñón GLUT 3 596 2 Glucosa, galactosa Cerebro, placenta hígado, Ingreso basal de riñón y corazón glucosa GLUT 4 509 5 Glucosa Músculo esquelético y Ingreso de glucosa cardíaco, tejido adiposo estimulado por insulina GLUT 5 501 No Fructosa. No muestra Yeyuno, espermatozoides, Transporte de fructosa aplica afinidad por glucosa riñón, células de la microglia GLUT 6 507 Glucosa Cerebro, bazo y leucocitos Ingreso de glucosa estimulada por insulina GLUT 8 477 Glucosa Testñiculos y placenta Ingreso de glucosa GLUT 9 540 - Glucosa Riñón e hígado Ingreo de glucosa GLUT 10 541 - Glucosa Hígado y páncreas Ingreo de glucosa
  8. 8. CANALES DE IONES• Son proteínas integrales plegadas formando un poro a través del que se transportan iones. El tamaño del poro y la densidad de cargas en su interior determinan su selectividad a los iones.• Pueden estar en un estado conformacional no conductor (cerrado) o conductor (abierto).• Su apertura o cierre puede estar regulada por factores físicos (voltaje, tensión mecánica) o químicos (iones, neurotransmisores, hormonas, poro fosforilación, etc.).• Pueden estar constituidos por una o varias Na+ cadenas polipeptídicas. + H2O• En el estado abierto, transportan 107 a 108 iones/s, Están involucrados en procesos fisiológicos como conducción del impulso nervioso, secre- compuerta ción celular, regulación del volumen celular, apertura de estomas, quimiotaxis, etc.
  9. 9. Hay dos tipos de canales iónicos: - Los canales de filtración, siempre están abiertos. Ej. canales para iones K+. - Los canales de compuerta, se abren y cierranen respuesta a algún tipo de estímulo. Según el estímulo pueden ser:1. Canal iónico de voltaje, se abre en respuesta aun cambio en el potencial de membrana (voltaje). 2. Canal iónico de compuerta mecánica, se abrey cierra en respuesta a estímulos como lasvibraciones (ondas sonoras), presión (contactofísico) o estiramiento de tejidos.
  10. 10. 3. Canal iónico de ligandos, se abre y cierra en respuesta a un estímulo químico específico. Entre ligandos químicos extracelulares se encuentran los neurotransmisores como: GABA, acetilcolina, glutamato. Ligandos intracelulares = Ca2+, nucleótidos cíclicos… Activación directa Activación indirecta
  11. 11. Canales de agua o aquaporinasEn las células el agua se transporta a través de proteínas de membrana específicasllamadas canales de agua o aquaporinas.Están presentes en células animales (eritrocitos y células epiteliales renales) y formanporos selectivos al agua, excluyendo iones y otras moléculas orgánicas polares de bajo PM.La permeabilidad al agua aumenta de 1×10-3 cm/s a 2×10-2 cm/s.Los canales están formados porhomotetrámeros de subunidades de28 kDa c/u con seis hélices α queforman tres pares de homólogos.Las moléculas de agua se moveríanen fila india: cinco a nuevemoléculas de agua ocuparían la víadel transporte.
  12. 12. OSMOSISLa ósmosis se puede entender considerando los efectos de diversas concentraciones deagua en los eritrocitos. Si un eritrocito se coloca en una solución hipotónica, que tiene unabaja concentración de soluto, las moléculas de agua entran en la célula más rápido de lo queella pueda salir, causando que el eritrocito se hinche y en forma eventual estalle (hemólisis).Si el eritrocito es colocado en una solución hipertónica que tiene una mayor concentración desoluto, las moléculas de agua se mueven hacia el exterior, ésta situación causa que lascélulas se contraigan (crenación).
  13. 13. TRANSPORTE ACTIVOUna proteína transporta o mueve sustancias a través de la membrana en contrade su gradiente de concentración. Requiere gasto de Energía, usualmente ATP.
  14. 14. TRANSPORTE ACTIVO BOMBAS IÓNICAS O ATPASAS TRANSPORTADORAS DE IONESEn las membranas celulares existen proteínas integrales que transportan activamenteiones y que usan la energía libre de hidrólisis del ATP como fuente de energía: bombasiónicas o ATPasas transportadoras de iones.Se encuentran en las membranas plasmáticas de células animales, vegetales y bacterias yen membranas de organelos (mitocondrias, vacuolas, endosomas, etc.).Existen tres tipos de bombas iónicas: ATPasas de membrana tipo P, tipo V y Tipo F, quese diferencian por su estructura molecular así como por el mecanismo de transporte activo.
  15. 15. ATPASAS DE MEMBRANA TIPO PEstán presentes en las membranas plasmáticas de células eucarióticas (bomba de Na+/K+y bomba de Ca2+, en células del estómago: bomba H+/K+) y en organelos como retículoendoplásmico (bomba de Ca2+ en células musculares). Están formadas por una o doscadenas polipeptídicas y durante el ciclo de transporte forman un intermediario fosforilado.
  16. 16. Bomba de sodio o Na+-K+-ATPasaEs la más estudiada de las bombas tipo P. Está presente en las membranas plasmáticas de lascélulas animales y mantiene los gradientes de concentración de Na+ y K+ entre la célula y elmedio extracelular.Transporta 3 iones Na+ hacia el espacio extracelular y 2 K+ hacia el citosol utilizando unamolécula de ATP por cada ciclo de transporte.
  17. 17. Bombas de Ca o Ca2+-ATPasasLas bombas de Ca o Ca2+-ATPasas al igual que la bomba de Na pertenecen grupo de ATPasasde membrana tipo P.Están presentes en la membrana plasmática y en organelos como retículo endoplásmico ysarcoplásmico (SERCA) y el aparato de Golgi. Las SERCAs están constituídas por una solacadena polipeptídica de 110 kDa.
  18. 18. • Bombas de Ca2+ remueven Ca2+ del citosol después de los eventos de señalización. – La concentración de Ca2+ citosólico es muy baja (10-7 M) en comparación con el Ca2+ extracelular (10-3M) – El mantenimiento del gradiente de Ca2+ es esencial para la señalización celular• En cada ciclo catalítico se transportan 2 iones Ca2+ por cada ATP hidrolizado.
  19. 19. ATPasas de membrana tipo VEstán presentes en las membranas plasmáticas (osteoclastos y células tubulares renales)membranas de vacuolas y en organelos como lisosomas, endosomas, bombeanelectrogenicamente H+ desde el citosol al lumen del organelo.Están compuestas de dos partes. Una parte hidrofóbica integral en la membrana (V0)formada por varias copias del proteolípido c y una de a y que constituye la vía detransporte de protones.Una cabeza (V1) hidrofílica que está orientada hacia el citoplasma y donde se realiza lahidrólisis del ATP.
  20. 20. ATPasas de membrana tipo F (F0F1)Están presentes en las membranas plasmáticas de las bacterias,en la membrana tilacoidal y en la membrana interna de lasmitocondrias.Catalizan la reacción de síntesis de ATP (∆G > 0) a partir deADP y Pi.La energía proviene del gradiente de potencial electroquímico deprotones (H+) a través de la membrana generado por la actividadde la cadena transportadora de electrones. Es decir, actúan comoATP sintetasas.Al igual que las ATPasas tipo V están formadas por dosdominios : F1 y F0El complejo integral F0 contiene tres tipos de subunidades a, b y cy contiene el canal a través del que se transportan los protones.
  21. 21. SUPERFAMILIA ABCEstán presentes en las membranasplasmáticas de las bacterias (transportaaminoácidos, azúcares y péptidos), en lamembrana plasmática de mamíferos(transporta fosfolípidos, pequeñas drogaslipofílicas, colesterol y moléculas pequeñas).Proteína CFTR (Cystic fibrosistransmembrane conductance regulator).La proteína CFTR se halla involucrada en eltransporte de Cl- a través de la membranaplasmática, y cuando es defectuosa se originala fibrosis quística. Dado que el transporte de Cl-a través de la CFTR se bloquea, disminuye elanión en la luz de los conductos afectados y,por consecuencia, disminuye también el catiónNa+; y finalmente, la menor concentración deestos iones determina que el agua se retire yello aumenta la viscosidad de las secreciones.
  22. 22. Proteína de resistencia a multifármacos (MDR).• La proteína MDR (multidrug resistance), se encuentran normalmente en las membranas de muchos tipos celulares. Han sido identificados en la membrana del retículo endoplasmático, peroxisomas y membrana mitocondrial interna.• Aparecen en gran número en la membrana plasmática de varias clases de células cancerosas, a las que les confieren una indeseada resistencia contrra algunas drogas citotóxicas. Ello es debido a que las MDR bombean esas drogas fuera de las células cancerosas, lo que hace que éstas se vuelvan resistentes a la quimioterapia.• Se ha observado un aumento de proteínas MDR en los linfocitos infectados por el virus tipo I de la inmunodeficiencia adquirida (HIV-1), lo que contribuiría a su resistencia a drogas antivirales como la AZT.• También se produce un incremento de MDR en la membrana plasmática de las células de algunos parásitos, que por tal motivo se hacen resistentes a las drogas antiparasitarias; p.ej., el Plasmodium falciparum desarrolla re- sistencia a cloroquina, primaquina, et..
  23. 23. TRANSPORTE SIMPORT: COTRANSPORTEGenerado el gradiente de soluto (ej. Gradiente de Na) puede ser usado para transportar encontra del gradiente de una segunda molécula – transporte activo secundario.La tendencia de los iones sodio a regresar por la membrana plasmática apical en favor delgradiente de concectración la “aprovechan” las células epiteliales para impulsar elcotransporte de moléculas de glucosa al interior de la célula contra un gradiente deconcentración.La proteína transportadora, llamada cotransportador de Na+/glucosa (SGLT), permite la uniónde dos iones sodio y una molécula de glucosa.
  24. 24. TRANSPORTE ANTIPORT: CONTRATRANSPORTEEn la membrana plasmática de la mayoría de células poseen un tipo de antiportador o más .Estos acoplan el movimiento de un ión cotransportado (a menudo Na+), a favor de su gradienteelectroquímico con el movimiento de una molécula diferente en la dirección opuesta en contra deun gradiente de concentración.En las células musculares cardiacas, por ejemplo, antiportador Na+/Ca++ (tres iones sodiopropulsan la salida de un ión calcio).En eritrocitos, la proteina AE1, que cataliza el intercambio uno por uno de Cl- y HCO3.
  25. 25. Control del volumen celular.a. La célula es colocada en un medio hipertónico. Las células responden a la pérdida de agua activando antiportadores Na+/H+, Cl-/HCO3- y simportadores Na+/K+/2Cl- que llevan cloruro de potasio y cloruro de sodio dentro de la célula.b. La célula es colocada en un medio hipotónico. Las células responden a la turgencia activando canales K+, Cl- y simportadores K+/Cl-, llevando cloruro de potasio y agua fuera de la célula
  26. 26. GRACIAS
  27. 27. EXAMENPARCIAL
  28. 28. EDGARD H. MARÍN SÁNCHEZBiólogo, Ms.C.Universidad Alas Peruanas (UAP)Trujillo, Perú.email: edmarin.uap@hotmail.com

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