El documento describe los diferentes mecanismos de transporte transmembranal, incluyendo el transporte pasivo como la difusión simple y facilitada, y el transporte activo mediado por bombas iónicas. También describe el transporte vesicular a través de procesos como la endocitosis, fagocitosis y exocitosis. Se explican en detalle los diferentes tipos de canales iónicos, transportadores y bombas iónicas involucrados en el movimiento de moléculas a través de las membranas celulares.

1. Ramón Reynoso Orozco Transporte Transmembranal

2. La membrana celular como barrera tiene las siguientes propiedades: Vía de transferencia específica de moléculas hidrosolubles Ingestión de nutrientes esenciales Excreción de desperdicios metabólicos Regula la concentración de iones intracelulares

3. La mayoría de las moléculas son iones y pequeñas moléculas en disolución. Solutos: Na + , K + , Ca ++ , Cl - e H + . Pasan sólo uno a la vez. La mayoría de las moléculas orgánicas son metabolitos: sustratos, intermediarios, productos.

5. Mecanismos de transporte transmembranal A través de la membrana Mediante vesículas Transporte pasivo Difusión simple Ósmosis Difusión facilitada: permeasas, canales Transporte activo Indirecto:Simple, mediante transportadores Unidireccional mediante co-transportadores Bidireccional de Intercambio Directo: Bombas iónicas tipo: P, V, F y ABC Endocitosis Endocitosis mediada por receptor Fagocitosis Pinocitosis Exocitosis

6. TRANSPORTE Difusión a favor de la [diferencia] : las sustancias atraviesan donde hay más a donde hay menos por la bicapa lipídica. 2. Facilitado, a favor del gradiente : las sustancias son transportadas a través de proteínas: transportadoras canales iónicos, porinas y acuaporinas. 3. Vesicular : las sustancias se transportan en vesículas.

7. T RANSPORTE Pasivo: de acuerdo al gradiente de concentración (desde donde hay más a donde hay menos), no requiere de energía. 2. Activo: en contra del gradiente de concentración (desde donde hay menos a donde hay más), requiere de aporte de energía.

8. D I F U S I Ó N S I M P L E Transporte transmembranal pasivo Moléculas no polares, de bajo peso molecular y/o Liposolubles

10. Características de éste movimiento 1 .- No intervienen centros directos de unión en la membrana. 2 .- No hay saturación a concentraciones altas de soluto. 3 .- Las moléculas no tienen limitaciones al atravesar la membrana, deben disolverse en la parte central de los ácidos grasos (a mayor hidrofobicidad mayor flujo molecular).

11. Difusión Simple: intercambio de gases en el eritrocito

12. ÓSMOSIS Movimiento de agua, en respuesta a diferencias de concentración de soluto.

13. Cracterísticas Importantes H 2 O no está cargada, No le afecta el potencial de membrana. Casi sin diferencia de concentración. Se mueve de donde hay menor [ soluto] a donde hay mayor [soluto]. La mayoría de las células tiene mayor [soluto] que el exterior. * [ ] = concentración.

14. Osmolaridad Concentración relativa de soluto en la solución en que se encuentra la célula. Células Vegetales La pared evita la hinchazón y ruptura de la membrana. Turgor = firmeza celular. Células Animales Bombean hacia fuera iones inorgánicos continua y activamente.

15. Soluciones y sus efectos en la célula Hipotónica . menor concentración de solutos que otra de referencia. Isotónica . igual concentración de solutos que otra de referencia. Hipertónica . Mayor concentración de solutos que otra de referencia.

18. Difusión facilitada El transporte mediado por proteínas puede ser Pasivo o Activo. Transporte Pasivo o de Difusión Facilitada . Ocurre cuando un ión o molécula que cruza una membrana se mueve a favor de su gradiente electroquímico o de concentración hasta alcanzar el equilibrio . - No se utiliza energía (el cambio de energía libre es negativo). Transporte Activo . Utiliza energía para transportar iones o moléculas en contra de un gradiente electroquímico o de concentración .

19. Canales iónicos Proteínas integrales que funcionan como poros. Los iones atraviesan la membrana impulsados por su gradiente de concentración. Son ubicuas ( se encuentran en todos los seres vivos ). Elementos comunes: - un poro acuoso, - un filtro de selectividad - una compuerta.

22. Canales Iónicos Siempre abiertos. Transporte regulado por gradiente químico y por el gradiente eléctrico. Activados por voltaje , por ligando o por fosforilación

23. CANALES IÓNICOS : difusión facilitada Siempre abiertos Dependientes de voltaje Dependientes de señal extracelular Dependientes de señal intracelular

27. Acarreador Proteína integral. Une una sustancia de un lado, la trasloca al otro lado y la libera. Reconocimiento específico. Movimiento más rápido que bombas iónicas y más lento que los canales iónicos. Los sitios de unión son saturables.

28. Tipos de Acarreadores Uniport . Transportan una sola sustancia en una dirección. Acoplado o simultáneo : Simport o Cotransportadores . Transportan dos sustancias en una misma dirección. Antiport o Intercambiadores . Transportan dos sustancias en direcciones opuestas. (sin gasto de energía metabólica)

29. Transportadores simultáneos SIMPORTE: COTRANSPORTE UNIDIRECCIONAL ANTIPORTE: TRANSPORTE DE INTERCAMBIO (TRANSPORTE ACOPLADO)

30. El gradiente de Na + impulsa el transporte de glucosa (ejemplo de simporte)

31. Bombas iónicas (transporte activo) Conocidas también como ATPasas de membrana. Acoplan la síntesis o hidrólisis de ATP al movimiento de un soluto a través de la membrana. Existen cuatro grupos según composición proteica, localización celular y mecanismo de acción: P-ATPasas (por el intercambio fosforilado) V-ATPasas (por las vacuolares) F-ATPasas (por las porciones F 0 y F 1 que las constituyen). ABC-ATPasa (de unión a ATP o “ATP Binding cassette”) Cassette = dominios catalíticos de la proteína que une ATP durante el trasporte.

32. Tipo P : membrana plasmática, hidrólisis de ATP acoplada a la fosforilación de su estructura , transporta cationes y aniones en contra del gradiente.

35. Tipo V : membrana plasmática de procarióntes y vesiculares de eucariontes, hidrólisis de ATP, sin fosforilación de la proteína, transporta H + en contra de su gradiente.

37. Tipo F: membrana mitocondrial interna y tilacoidal del cloroplasto, síntesis de ATP acoplada al transporte de H + de acuerdo con su gradiente.

40. ATPasas del tipo ABC (ATP Binding Cassette). Grupo muy antiguo y extraordinariamente diverso de proteínas. En arqueas, eubacterias y eucariotas. Sufren cambios conformacionales durante el proceso de transporte, pero no se fosforilan durante el mismo. Pueden actuar exportando solutos hacia el exterior del citoplasma, o importandolos. Estructura General de los Transportadores ABC Exportación Formado por una única cadena con cuatro dominios, dos transmembrana y dos ABC Importación Formado por cuatro subunidades diferentes asociadas más una proteína de unión del soluto.

45. Potencial de Membrana

46. Potencial de Membrana. es la diferencia de voltaje a uno y otro lado de la membrana. Intracelular Extracelular Na + Na + K + K + Ca ++ Ca ++ Cl - Cl - Aniones Orgánicos (-) carga negativa

50. Transporte mediado por vesículas Transporte en masa que permite el movimiento de sustancias encerradas en vesículas limitadas por membranas. Endocitosis : (importación) incorporación de materiales del exterior celular mediante vesículas en la membrana plasmática que rodean y envuelven dicho material para que la célula pueda incorporarlo. Exocitosis : (exportación) proceso por el cual los gránulos de secreción segregan su contenido al exterior.

52. TRANSPORTE VESICULAR: EXOCITOSIS

54. Pinocitosis Endocitosis Mediada por Receptor Fagocitosis E N D O C I T O S I S

56. Endocitosis Pinocitosis : incorporación de material; líquido y pequeñas partículas en solución, mediante la formación de invaginaciones.

57. Endocitosis mediada por receptor : incorporación de material mediante formación de pseudópodos, activada por un receptor de membrana

58. Imagen en 3D de un proceso de infección por VIH. Jeef Johnson.

59. Mecanismos de transporte transmembranal Endocitosis- FAGOCITOSIS – incorporación de sustancias solidas 1- seudopodo (fase de adhesión) 2- fagosoma ( fase de ingestión) 3- lisosoma 4- fagolisosoma ( fase de digestión) 5- exocitosis (fase de excreción)