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TRANSPORTE DE MOLÉCULAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA FUNCIONES DE LA MEMBRANA 1 Definen los limites de la célula y limitan sus compartimentos. 2 Sirve como sitio correcto donde se realizan funciones especificas. 3 Poseen proteínas de transporte que facilitan y regulan el movimiento de sustancias hacia el interior y hacia el exterior de la célula y sus compartimentos. 4 Contienen los receptores necesarios para detectar señales externas 5 Proporcionan mecanismos para la comunicación intercelular. TRANSPORTE Es la capacidad de mover selectivamente iones y moléculas orgánicas a través de una membrana. LOS SOLUTOS CRUZAN LA MEMBRANA POR DIFUSIÓN SIMPLE, DIFUSIÓN FACILITADA O TRANSPORTE ACTIVO. EL MOVIMIENTO DE SOLUTOS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA ESTÁ DETERMINADO POR SU GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN O SU POTENCIAL ELECTROQUÍMICO Gradiente de concentración: Difusión facilitada (moléculas sin carga neta) implica su movimiento exergónico a favor del gradiente de concentración, mientras que el transporte activo implica en contra de dicho gradiente y requiere aporte energético. Potencial electroquímico: determina el movimiento de un ion, este potencial resulta de la integración de los gradientes de concentración y de carga a ambos lados de la membrana. En difusión facilitada de un ion el movimiento se da en la dirección dictada por su potencial electroquímico, mientras que en transporte activo se caracteriza por su movimiento en contra de tu potencial electroquímico. DIFUSIÓN SIMPLE Movimiento neto no asistido de un soluto desde una región donde su concentración es mayor, a otra donde ésta es menor. Relevante para moléculas pequeñas y apolares (hidrófoba). La difusión es siempre un movimiento que conduce al equilibrio. La difusión progresa siempre desde regiones de mayor a menor energía libre. Los 3 factores que afectan la difusión son: 1 El tamaño 2 La polaridad 3 Y la Carga (ion). DIFUSIÓN FACILITADA Moléculas grandes y polares iones Proteínas transportadoras En la difusión facilitada el soluto difunde en el sentido impuesto por el gradiente de concentraciones (en moléculas sin carga) o el gradiente electroquímico (en iones). LAS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS Y LOS CANALES PROTEICOS FACILITAN LA DIFUSIÓN EMPLEANDO MECANISMOS DIFERENTES Proteínas integrales de membrana que contienen algunos, o incluso muchos, segmentos transmembranales: 1 Transportadores proteicos: (permeasas) Captan una o más moléculas de soluto en un lado de la membrana, sufriendo luego un cambio conformacional que permite la transferencia del soluto hacía el otro lado de la membrana. 2 Canales proteicos: (canales hidrofilicos) Atraviesan la membrana y permiten el paso de solutos sin necesidad de grandes cambios conformacionales. 3 Canales ionicos (transportan iones). LAS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS MOVILIZAN UNO O DOS SOLUTOS Cuando las permeasas movilizan un solo soluto, al proceso se le llama uniporte. Cuando se movilizan dos solutos simultáneamente y de manera acoplada transporte acoplado. 🢝 Simporte: Dos solutos se mueven al mismo lado. 🢝 Antiporte: Atraviesan la membrana en sentidos opuestos. ESTADOS CONFORMACIONALES Modelo de conformación alternativa propuesto por Jonathan Singer Proteína alosterica que alterna en dos estados de conformación. CANALES PROTEICOS Canales transmembranales: permiten a los solutos, principalmente iones desplazarse directamente a través de la membrana. 1 Canales iónicos: Muy selectivos y regularmente solo permiten el paso de una sola especie ionica, Na+, Cl-, K+, etc. 2 Porinas: proteínas poco especificas que formas poros. 3 Acuaporinas: Facilitan la entrada y salida de agua de forma rápida en tejidos que lo requieran. OSMOSIS Difusión del agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva. El agua tiende a moverse desde regiones de menor concentración de solutos (energía libre alta) a las de mayor concentración de solutos (energía libre bajas). OSMOLARIDAD El movimiento osmótico de entrada o salida de agua en una célula esta relacionado con la osmolaridad, o concentración relativa de soluto en la solución en que se encuentra la propia célula. Hipertónicas: Solución con más solutos que el medio intercelular. Hipotónicas: Menor concentración de solutos que el medio celular. Isotónicas: No se produce desplazamiento neto de agua (iguales). DIÁLISIS Proceso de difusión selectiva a través de una membrana; hay paso de ciertas moléculas pequeñas por ejemplo de agua, pero no grandes como las sales. TRANSPORTE ACTIVO Se diferencia de la difusión facilitada en un aspecto crucial: el transporte activo hace posible el movimiento de solutos en contra del equilibrio termodinámico por lo que se requiere siempre el aporte de energía. 3 funciones principales 1 Hace posible la toma de sustancias nutritivas esenciales del medio circundante. 2 Permiten se eliminen sustancias de secreción o desechos 3 Permite que las células mantengan un constante desequilibrio en las concentraciones de iones inorgánicos. Todo esto en contra del gradiente de concentraciones o ionico En el transporte activo existe direccionalidad intrínsica, se mueven a una sola vía. Por esto se dice que el trasporte activo es unidireccional o vectorial. Transporte activo directo: por la acumulación de solutos o de iones de una lado de la membrana permite que se acoplen directamente a una reacción química exergonica, regularmente la hidrolisis de ATP. Transporte activo indirecto: Depende del intercambio simultaneo de dos solutos, uno de ellos a favor del gradiente permitiendo que el otro lo haga en contra. 🢝 Pueden ser simporte o antiporte dependiendo el flujo de los solutos Exocitosis: forma de transporte activo y transporte por arrastre en el que una célula transporta moléculas (por ejemplo, neurotransmisores y proteínas) fuera de la célula Endocitosis: término general para los distintos tipos de transporte activo que introducen partículas en una célula encerrándolas en vesículas de membrana plasmática. 🢝 Pinocitosis: Proceso por el cual la célula incorpora a su interior líquidos mediante la formación de pequeñas vesículas en su membrana 🢝 Fagocitosis: Proceso por el cual un fagocito (tipo de glóbulo blanco) rodea y destruye sustancias extrañas (como bacterias) y elimina las células muertas