Transporte celular

 

   LA MEMBRANA CELULAR

   

   

 

                                                                          

Al finalizar este laboratorio el estudiante podrá:   

 

1. Describir los componentes de las membranas biológicas. 

2. Identificar factores que afectan la integridad de las membranas.   

3. Explicar cómo la difusión y la osmosis son importantes para las células.  

4. Mencionar factores que afectan la velocidad de difusión.   

5. Explicar qué son soluciones hipotónicas, hipertónicas e isotónicas.     

6. Explicar las diferencias en osmolaridad en los tejidos animales y vegetales.   

 

I N T R O D U C C I Ó N   

 

las membranas celulares son barreras selectivas que separan las células y forman compartimientos intracelulares.  Entre sus funciones están:         

 

 

La membrana celular está formada por una capa doble de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos. (Fig; 7.1).  Cada fosfolípido está compuesto por glicerol, ácidos grasos y fosfato, que en conjunto crean una barrera hidrofóbica entre los compartimientos acuosos de la célula.  Las proteínas permiten el paso de moléculas hidrofílicas  a través de  la membrana, determinan las funciones específicas de ésta e incluyen bombas, canales, receptores, moléculas de adhesión, transductores de energía y enzimas. Las proteínas periféricas están asociadas con las superficies, mientras que las integrales están incrustadas en la membrana y pueden atravesar completamente la capa doble.  La función de los carbohidratos adheridos a las proteínas (glucoproteínas) o a los fosfolípidos (glucolípidos) es la de adhesión y comunicación intercelular. El colesterol, que es un esteroide (lípido), determina la fluidez de la membrana.     

 Regular el transporte de moléculas que entran o salen de la célula o del organelo.    Generar señales para modificar el metabolismo.    Adherir células para formar tejidos.    

 

TRANSPORTE CELULAR

 

Para que la célula funcione eficientemente, debe mantenerse en la misma un ambiente estable conocido como homeostasis.  Para mantener este equilibrio existen mecanismos para el transporte selectivo de materiales hacia el interior o exterior de la célula. Las membranas de la célula son selectivamente permeables, permitiendo el paso de algunas sustancias o partículas (moléculas, átomos, o iones), e impidiendo el paso de otras. Esta selectividad se debe a la capa doble de fosfolípidos de la membrana.  La forma en que las moléculas pasan por la membrana depende en parte de la polaridad de las mismas. Las moléculas hidrofóbicas, o no polares, pasan con relativa libertad a través de la capa de lípidos, mientras que moléculas hidrofílicas, o polares, incluyendo el agua, y las moléculas de mayor tamaño, pasan a través de canales formados por proteínas transportadoras. La regulación del transporte de las moléculas, o la dirección en que se mueven depende de su gradiente de concentración (diferencia en concentración entre dos lugares).    

 

Las moléculas se mueven constantemente debido a su energía cinética y se esparcen uniformemente en el espacio disponible.  Este movimiento, llamado movimiento browniano, es la fuerza motriz de la difusión.  Difusión se define como el movimiento natural de las partículas de un área de mayor concentración a un área de menor concentración hasta alcanzar un equilibrio dinámico, en el cual el movimiento neto de partículas es cero. La difusión no requiere gasto de energía por parte de la célula y por lo tanto es un  movimiento pasivo. Cuando  la  célula transporta sustancias en contra de un gradiente de concentración (de un área de menor concentración a un área de mayor concentración) se requiere energía (ATP) y sucede movimiento activo.   

 

 

El componente principal de la célula es el agua, que actúa como solvente (el agente que disuelve) de  solutos (moléculas orgánicas e inorgánicas suspendidas en la solución).  El movimiento de agua a través de las membranas (que son selectivamente permeables) se llama osmosis (difusión de agua) y sucede siempre del área de mayor concentración de agua (con menor concentración de soluto) al área de menor concentración de agua (con mayor concentración de soluto) (Figura 7.2).  El agua se moverá, entonces, a favor de un gradiente de concentración hacia el área de mayor concentración de soluto (donde hay una menor concentración de moléculas de agua libres).  Cuando la célula contiene una concentración de solutos mayor que su ambiente externo, se dice que la célula está hipertónica a su ambiente y externo que este ambiente  es hipotónico, y como consecuencia, el agua entra a la célula causando que ésta se expanda (Fig. 7.3a). Si la concentración de solutos es mayor fuera de la célula, se dice que la célula está hipotónica a su ambiente y que el ambiente externo es hipertónico; y la célula pierde agua y se encoge (Fig. 7.3c).  Si las concentraciones de soluto son iguales en ambos lados de la membrana, se dice que la célula y su ambiente externo están isotónicos, donde el movimiento neto de moléculas es cero (Figura

 

Las células animales funcionan óptimamente en ambientes isotónicos. En las células vegetales, sin embargo, cuando la vacuola se llena de agua, ésta ejerce presión contra la pared celular hasta llegar a un punto donde se impide que entre más agua (por presión de turgencia) y la célula se pone túrgida (firme), lo cual es el estado ideal de estas células.  Por otra parte, si la célula vegetal pierde agua, la célula sufre plasmólisis al separarse la membrana celular de la pared celular, lo cual suele ser letal para la célula.