membranas

1. Transporte Pasivo
 No requiere energía proveniente del ATP.
Utiliza la energía cinética de las moléculas
(movimiento browniano).
 Movimiento de solutos, de una región con alta
concentración a una de menor concentración
= a favor del gradiente de concentración
(la diferencia en concentración de la sustancia
transportada entre una región y la otra).

2. Difusión
 las partículas en un líquido o gas se mueven...
 … desde regiones de alta concentración…
 … hacia regiones de baja concentración…
 …hasta que se igualan las concentraciones.
Sólo para verificar que lo recuerdan…
• Soluto: la sustancia que se disuelve para formar una solución
• Solvente: la sustancia en la cual se disuelve el soluto
• Solución: la mezcla homogénea de uno o más solutos disueltos en un solvente
• Concentración: la relación entre la cantidad de soluto y una cantidad
determinada de solvente o de solución. La unidad más comúnmente usada se basa
en el número de moles de soluto por litro de solución: molaridad (M)

3. • La diferencia entre las regiones de alta
concentración y baja concentración se llama
gradiente de concentración
• A mayor gradiente de concentración, mayor la
velocidad de difusión
Alto gradiente de concentración
Rápida velocidad de difusión
Bajo gradiente de concentración
Baja velocidad de difusión

4. • La difusión ocurre porque las partículas
en gases y líquidos se están moviendo
debido a su propia energía cinética.
Movimiento browniano

5. • Una membrana parcialmente permeable
permitirá que ciertas moléculas pero no
otras pasen a través de ella.
• Generalmente, las
pequeñas partículas
pueden atravesarla…
membrana parcialmente
permeable
…pero las
grandes no

6. Molecules of dye Membrane (cross section)
Net diffusion Net diffusion Equilibrium
Molecules of dye Membrane (cross section)
Net diffusion Net diffusion Equilibrium
Molecules of dye Membrane (cross section)
Net diffusion Net diffusion Equilibrium

7. Tipos de difusión y tipos de
moléculas transportadas
 Difusión simple: las moléculas pasan libremente a través de
la bicapa.
 Moléculas pequeñas, hidrofílicas, sin carga (ej. agua*, etanol, urea,
glicerol).
 Moléculas medianas, hidrofóbicas (ej. O2 y CO2, hormonas esteroides
y vitaminas liposolubles).

8.  Difusión facilitada:
el transporte es
facilitado por
proteínas.
 Moléculas pequeñas,
hidrofílicas, con carga
(iones) pasan a través
de proteínas canal.
Tipos de difusión y tipos de
moléculas transportadas

9.  Proteínas canal: son proteínas
integrales de membrana que forman
corredores que permiten que un ión
específico atraviese la membrana.
EXTRACELLULAR
FLUID
Channel protein
Solute
CYTOPLASM

10.  Difusión facilitada:
el transporte es
facilitado por
proteínas.
 Moléculas medianas,
hidrofílicas que pasan
ayudadas por
proteínas
transportadoras
(ej. monosacáridos,
nucleótidos, aminoácidos)
Tipos de difusión y tipos de
moléculas transportadas

11.  Proteínas transportadoras: proteínas
integrales de membrana que sufren un cambio
en su estructura que trasloca los sitios unidos al
soluto al otro lado de la membrana.
Carrier protein
Solute

12. Difusión

13. Especificidad y Saturación
 Siendo los canales y transportadores
proteínas, el transporte es específico y
saturable: la velocidad de difusión se ve
limitada por el número de proteínas
transportadoras.Algunos
transportadores
ocupados
Todos los
transportadores
ocupados
Concentración de soluto
Velocidad
de difusión
Concentración de soluto
Velocidad
de difusión
Difusión
simple
Difusión
facilitada
Se aproxima al
máximo cuando todos
los transportadores
están ocupados

14. Factores que afectan
la velocidad de difusión
 La ley de Flick dice que la velocidad de difusión:
 AUMENTA con la superficie
 AUMENTA con la diferencia de concentración
 DISMINUYE con el grosor de la superficie de intercambio
(distancia)
 Podemos observar adaptaciones en todos los órganos donde la
difusión es un proceso importante:
 Vellosidades en el intestino delgado
 Alvéolos en los pulmones
 Proyecciones en la placenta

15. Disolviendo sustancias en agua
• Las moléculas en agua están en constante movimiento
• Cuando las moléculas de agua chocan con partículas
de una sustancia soluble, se pegan a ella.
moléculas de agua
moviéndose
libremente
moléculas de azúcar
en un cristal

16. • Cuando las moléculas de agua se alejan…
… llevan a las partículas de soluto con ellas

17. • La adición de solutos al agua reduce la
cantidad de moléculas de agua libres
moléculas
de agua
libres
molécula
de soluto

18. membrana parcialmente
permeable
Más moléculas de
agua libres de este
lado de la membrana
las partículas de
soluto rodeadas por
agua son muy
grandes para pasar a
través de la
membrana
Las moléculas de agua libres difunden en esta dirección

19. Osmosis
 El movimiento pasivo (difusión)…
 …de moléculas de agua (libres)…
 …a través de una membrana parcialmente permeable
 a través de la bicapa de fosfolípidos y
 a través de acuaporinas (proteínas canal específicas)
 …desde una región de baja concentración (de soluto)
hacia una región de alta concentración (de soluto) =
en contra del gradiente de concentración (de soluto).
 (…desde una región de alta concentración de
moléculas de agua libres hacia una región de baja
concentración de moléculas de agua libres.)

20.  Si la solución es hipertónica
 La concentración (de soluto) es mayor que dentro
de la célula: la célula perderá agua.
 Si la solución es hipotónica
 La concentración (de soluto) es menor que dentro
de la célula: la célula ganará agua.
 Si la solución es isotónica
 La concentración (de soluto) es la misma que dentro
de la célula: no habrá movimiento neto de agua.
Tipos de soluciones

21. CONDICIONES INICIALES
CONDICIONES INICIALES
CONDICIONES INICIALES
RESULTADO
RESULTADO
RESULTADO
Citoplasma: 0.3 M
Solución: 0 M
HIPOTÓNICA
Citoplasma: 0.3 M
Solución: 0.3 M
ISOTÓNICA
Citoplasma: 0.3 M
Solución: 3 M
HIPERTÓNICA
Pared
celular
El agua ingresa a la célula.
Aumenta la turgencia.
Sin cambios
El agua sale de la célula.
Plasmólisis (en cél. vegetal)

22. Osmosis y células vegetales
 Hipotónica = Entra agua, se genera turgencia, da soporte a la planta.
 Isotónica = No hay cambio.
 Hipertónica = Sale agua, plasmólisis, la planta se marchita.

24. Water balance in cells without
walls (animal cells)
Solución hipotónica Solución isotónica Solución hipertónica
H2O H2O H2O H2O
Lisis Normal Deshidratación

25. Adaptaciones de unicelulares animales y otros
organismos sin pared celular que viven en
ambientes hipertónicos
 Deben tener adaptaciones especiales para la
osmorregulación (control del balance de agua).
 Ej.: vacuolas contráctiles que expulsan agua en el
Paramecium.

26. Transporte Activo
 Requiere energía proveniente de la hidrólisis de
ATP (ATP  ADP + Pi) (Pi: fosfato inorgánico)
 Los iones son transportados en contra del
gradiente de concentración.
 Los iones pasan ayudados por proteínas bomba
(proteínas integrales específicas). Este transporte
involucra un cambio conformacional en la bomba.
Ej.: bomba sodio (Na+
)-potasio(K+
), bomba de
hidrógeno (H+
) , bomba de calcio (Ca2+
).

27. Proteínas Bomba

28. Transporte Pasivo y Activo

29. Transporte pasivo. Las sustancias difunden expontáneamente
a favor de su gradiente de concentración, atravesando la
membrana sin consumo de ATP.
La velocidad de difusión aumenta cuando es mediada por proteínas
de membrana.
Transporte activo. Algunas proteínas integrales de
membrana actúan como bombas, moviendo sustancias a
través de la membrana en contra de su gradiente de
concentración. La energía necesaria proviene del ATP.
Diffusion simple. Moléculas
hidrofóbicas y pequeñas
moléculas polares sin carga que
difunden directamente a través de
la bicapa de fosfolípidos.
Difusión facilitada. Sustancias
hidrofílicas con y sin carga que atraviesan
la membana con la ayuda de proteínas
integrales que pueden ser canales o
proteínas transportadoras.
ATP
Transporte Pasivo Vs. Transporte Activo

30. Transporte en masa:
Endocitosis y Exocitosis
En la exocitosis
 Las vesículas transportadoras
migran desde el aparato de
Golgi hacia la membrana
plasmática, fusionándose con
ella, y liberando su contenido.
En la endocitosis
 Las células absorben
macromoléculas. La
membrana plasmática se
pliega hacia dentro (se
invagina) formando una
vesícula.
 Se consume ATP indirectamente: los microtúbulos del citoesqueleto lo gastan al
transportar las vesículas a través del citoplasma.
 Debido a esto el transporte en masa es un tipo de transporte activo.
La membrana plasmática rodea
una parte del ambiente externo
y se desprende hacia dentro de
la célula formando una vesícula.
Una vesícula se fusiona con la
membrana plasmática. El contenido
de la vesícula se libera, y su
membrana pasa a ser parte de la
membrana plasmática.

31.  Esto es posible por la fluidez de la membrana
(capacidad de romperse y reformarse fácilmente, debida a que los
fosfolípidos no están unidos covalentemente sino atraídos entre sí
por uniones débiles)

32. Exocitosis
Ambiente extracelular
Citoplasma
Membrana plasmática
Vesícula

33. Endocitosis
Ambiente extracelular
Citoplasma
Membrana plasmática
Vesícula

34.  Tres tipos de endocitosis
FLUIDO
EXTRACELULAR
pseudópodo
CITOPLASMA
partícula
grande
vacuola
alimenticia
1 µm
Pseudópodo
de la ameba
Bacteria
vacuola alimenticia
Una amega englobando una bacteria vía
fagocitosis.
PINOCITOSIS
Vesículas formándose
(flechas) en una célula que
rodea a un pequeño
vaso sanguíneo.
0.5 µm
En la pinocitosis, la célula
“traga” gotas de fluído
extracelular en pequeñas
vesículas. La célula necesita
las moléculas disueltas en la
solución.
Cualquier soluto puede
ingresar a la célula,
la pinocitosis no es específica.
membrana
plasmática
vesícula
En la fagocitosis, la
célula engloba grandes
partículas (bacterias,
glóbulos rojos, etc.).
Es el mecanismo de
alimentación de
organismos unicelulares
FAGOCITOSIS

35. 0.25 µm
ENDOCITOCIS MEDIADA POR RECEPTOR
Receptor
Ligando
proteína de cobertura
vesícula
cubierta
Formación de
una vesícula
cubierta
durande
endocitosis
mediada por
receptor.
Membrana
plasmática
Proteína de
cobertura
La endocitosis mediada por receptor
permite a la célula adquirir grandes
cantidades de una sustancia específica,
aún si no están en alta concentración fuera
de la célula.
En la membrana hay proteínas intrínsecas
con sitios receptores específicos
expuestos hacia el fluido extracelular. Las
proteínas receptoras están agrupadas en
regiones de la membrana recubiertas en
su cara citoplasmática por proteínas de
cobertura.
Las moléculas específicas reconocidas por
los receptores (ligandos) se unen a éstos.
Cuando ésto ocurre esa región de la
membrana forma una vesícula
conteniendo a las moléculas ligando.
Ej. de ligandos: VIH, lipoproteínas
conteniendo colesterol.

36. Sistema de endomembranas
y transporte intracelular
Envoltura
nuclear
Retículo
Endoplásmico
Rugoso
Retículo
Endoplásmico
Liso
Vacuola
Membrana
plasmática
Lisosoma
Aparato
de Golgi
Vesícula
transportadora Núcleo

37. Las células usan vesículas para
transportar materiales (ej.: proteínas)
 Las proteínas de secreción o exportación se sintetizan
en los ribosomas del RER e ingresan al lumen del
retículo.
 Las vesículas geman desde el retículo y son
trasnportadas (por los microtúbulos del citoesqueleto)
hacia el aparato de Golgi. Allí las proteínas pueden ser
modificadas (glicosilación: adición de oligosacáridos).
 Se forman vesículas a partir de las membranas del
Golgi y son transportadas hacia la membrana
plasmática.
 Las vesículas se fusionan con la membrana liberando
(secretando) su contenido por exocitosis.

38. Vesículas conteniendo proteínas,
provenientes del RER, transportan
las proteínas al aparato de Golgi.
El aparato de Golgi puede
modificar químicamente esas
proteínas…
…y las
“etiqueta”
para que se
dirijan a su
destino final.
Flujo de
materiales
Proteínas para
uso dentro de
la célula
(en lisosomas)
Proteínas para
uso fuera de
la célula
(ej.: hormonas)
Aparato
de Golgi
Membrana
plasmática
Retículo endoplásmico
rugoso (RER)

39. Lisosomes
Digestión
intracelular
Lisosoma primario
formado a partir del
aparato de Golgi.
El lisosoma se
fusiona con un
fagosoma.
Pequeñas
moléculas
generadas por
digestión
difunden hacia
el citoplasma
Los materiales no digeridos se
liberan cuando la vesícula
digestiva se fusiona con la
membrana plasmática.
Partículas de
alimento tomadas
por fagocitosis
Aparato
de Golgi
Lisosoma
primario
Fagosoma
Lisosoma
secundario
Productos
de digestión
Membrana
plasmática

40. Vacuola alimenticia
formada a partir de la
membrana plasmática
(endocitosis)
Fusión con el lisosoma
(las enzimas hidrolíticas
entran en contacto con
el contenido de la vacuola)
Vesículas provenientes del
REL y el RER se fusionan
con los sacos membranosos
del aparato de Golgi
Pasos en la
formación de
una vesícula
secretora
o un lisosoma
Vesículas conteniendo
enzimas hidrolíticas
(lisosomas) se forman
a partir del aparato
de Golgi
Organela
vieja o
defectuosa
Materiales no-digeridos
que se eliminan de la
célula (exocitosis)

41. Representación diagramática de la síntesis y secreción de una proteína (una
enzima)
en una célula pancreática acinar.Lumen del
ducto pancreático
enzima inactiva (zimógeno)
Destino de los aminoácidos
marcados
radioactivamente
aminoácidos dejando la célula
aminoácidos en vesículas
secretoras
aminoácidos en el aparato
de Golgi
aminoácidos en el retículo
endoplásmico
aminoácidos introducidos
en la célula
8) Exocitosis: fusión de vesículas secretoras con
la membrana plasmática para liberar zimógenos al
ducto pancreático.
7) Vesículas secretoras maduras conteniendo
enzimas concentradas en su forma inactiva
(zimógenos).
6) Vesículas secretoras gemando a partir del
aparato de Golgi.
5) Proteínas moviéndose a través del aparato de
Golgi.
4) Vesículas formadas a partir del RER
conteniendo proteínas.
3) RER: los aminoácidos son utilizados para
sintetizar proteínas que entran al lumen del RER.
2) Núcleo: contiene el ADN con los genes que
codifican para la producción de proteínas.
1)Los aminoácidos pasan de la sangre a la célula
por transporte activo. Y luego son utilizados por
los ribosomas del RER para producir proteínas.
Mitocondrias: proveen energía (ATP) para la
síntesis de proteínas y el movimiento de vesículas.
Membrana plasmática