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Transporte celular Tipos y Definiciones

Transporte celular Tipos y Definiciones 1 - Transporte celular Tipos y Definiciones

El transporte celular se refiere al movimiento de sustancias a través de la membrana celular. Probablemente la característica más importante de las membranas de fosfolípidos de una célula es que son selectivamente permeables. Una membrana que es selectivamente permeable, o semipermeable, tiene control sobre qué moléculas o iones pueden entrar o salir de la célula, como se muestra en la Figura a continuación.

Una membrana selectivamente permeable o semipermeable permite el paso de ciertas moléculas, pero no otras.
Una membrana selectivamente permeable o semipermeable permite el paso de ciertas moléculas, pero no otras.

Esta característica permite que una celda controle el transporte de materiales, según lo dicte la función de la celda. La permeabilidad de una membrana depende de la organización y las características de los lípidos y proteínas de la membrana. De esta manera, las membranas celulares ayudan a mantener un estado de homeostasis dentro de las células. (y tejidos, órganos y sistemas de órganos) para que un organismo pueda mantenerse vivo y saludable.

Transporte a través de membranas

Transporte a través de membranas
La composición molecular de la bicapa de fosfolípidos limita los tipos de moléculas que pueden atravesarla. Por ejemplo, las moléculas hidrofóbicas (que degradan el agua ), como el dióxido de carbono (CO 2 ) y el oxígeno (O 2 ), pueden pasar fácilmente a través de la bicapa lipídica, pero los iones como el calcio (Ca 2+ ) y las moléculas polares como el agua (H 2 O) no pueden.

El interior hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos no permite el paso de iones o moléculas polares porque son hidrófilos o no les gusta el agua. Además, moléculas grandes como azúcares y proteínas.son demasiado grandes para pasar a través de la bicapa de fosfolípidos.

Las proteínas de transporte dentro de la membrana permiten que estas moléculas crucen la membrana dentro o fuera de la célula. De esta manera, las moléculas polares evitan el contacto con el interior no polar de la membrana, y las moléculas grandes se mueven a través de los poros grandes.

Cada célula está contenida dentro de una membrana salpicada de proteínas de transporte que actúan como canales o bombas para dejar entrar o forzar ciertas moléculas. El propósito de las proteínas de transporte es proteger el ambiente interno de la célula y mantener su equilibrio de sales, nutrientes y proteínas dentro de un rango que mantenga viva a la célula y al organismo.

Hay cuatro formas principales en que las moléculas pueden pasar a través de una membrana de fosfolípidos. La primera forma no requiere entrada de energía por parte de la célula y se llama difusión simple. Este tipo de transporte incluye difusión pasiva y osmosis. No es necesaria la asistencia de un transporte en difusión simple.

Difusión facilitada, implica la asistencia de proteínas de transporte. La tercera forma, llamada transporte activo, requiere que la célula use energía para atraer o bombear ciertas moléculas e iones. El transporte activo involucra proteínas conocidas como bombas. La cuarta forma es a través del transporte de vesículas, en el cual las moléculas grandes se mueven a través de la membrana en bolsas con forma de burbuja que están hechas de piezas de la membrana. El transporte de sustancias vesicular incluye exocitosis y endocitosis.

Homeostasis y transporte celular

Homeostasis y transporte celular
La homeostasis se refiere al equilibrio, o equilibrio, dentro de la célula o el cuerpo. Es la capacidad de un organismo para mantener un ambiente interno constante. Mantener un entorno interno estable requiere ajustes constantes a medida que cambian las condiciones dentro y fuera de la celda. El ajuste de los sistemas dentro de una célula se conoce como regulación homeostática.

Debido a que los entornos internos y externos de una célula cambian constantemente, se deben hacer ajustes continuamente para permanecer en o cerca de las proporciones normales de todas las sustancias internas. Esto implica ajustes continuos en el transporte de sustancias a través de la membrana celular.

La homeostasis es un equilibrio dinámico en lugar de un estado inmutable. Los procesos celulares discutidos en el transporte celular (pasivo ylos conceptos de transporte activo ) juegan un papel importante en la regulación homeostática.

Transporte pasivo

trasmporte

El transporte pasivo es el movimiento de moléculas o iones desde un área de mayor a menor concentración. Existen múltiples formas de transporte pasivo: difusión simple, difusión facilitada, filtración y ósmosis. El transporte pasivo ocurre debido a la entropía del sistema, por lo que no se requiere energía adicional para que ocurra.

 

  • Difusión simple: los  solutos se mueven de una región de mayor concentración a menor concentración.
  • Difusión facilitada: los solutos se mueven a través de una membrana de mayor a menor concentración con la ayuda de proteínas transmembrana.
  • Filtración: las moléculas e iones de solventes y solventes cruzan una membrana debido a la presión hidrostática. Pueden pasar moléculas lo suficientemente pequeñas como para pasar a través del filtro.
  • Osmosis: las moléculas de disolvente se mueven de una  concentración de soluto más baja a una más alta a través de una membrana semipermeable. Tenga en cuenta que esto hace que las moléculas de soluto sean más diluidas.
  • Nota: la difusión simple y la ósmosis son similares, excepto en la difusión simple, son las partículas de soluto las que se mueven. En la ósmosis, el solvente (generalmente agua) se mueve a través de una membrana para diluir las partículas de soluto.

 

Transporte activo

El movimiento de un soluto a través de una membrana contra su “gradiente”, es decir, desde una región de baja “concentración” a una mayor concentración. El transporte activo es energéticamente desfavorable y requiere el aporte de energía.

El transporte activo ‘primario’ implica el funcionamiento de bombas que usan directamente energía para transportar un soluto contra un gradiente. (Brooker, 99) Movimiento de sustancias a través de membranas biológicas hacia células u orgánulos que no sea por difusión pasiva o transporte pasivo, que a menudo ocurre contra concentraciones o gradientes “electroquímicos”. Implica (“transportadores”) y requiere energía. (Lawrence)

Difusión:

El movimiento de materiales a través de membranas celulares y capas “epiteliales” contra un “gradiente” “electroquímico”, que requiere el gasto de energía metabólica. (MeSH) El movimiento neto de moléculas (o “iones”) desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. Las moléculas solubles en grasa se disuelven en la parte “fosfolípida” de la membrana y se difunden muy fácilmente.

Moléculas como el agua, el “oxígeno” y el “dióxido de carbono” se difunden fácilmente debido a su tamaño muy pequeño. Los iones, que son partículas cargadas, y las moléculas más grandes como la “glucosa”, no pueden pasar a través de la capa de fosfolípidos. En cambio, pasan por “proteínas de canal” especiales.

Movimiento browniano:

Movimiento aleatorio debido al impacto de moléculas suspendidas en líquido o gas.  El fenómeno de la “energía térmica” hace que los átomos y las moléculas vibren y se muevan.  Los movimientos brownianos causan el movimiento observable de las soluciones vistas bajo un microscopio óptico.

Los componentes más masivos de las soluciones están ‘literalmente lanzando a los pequeños’ a otras áreas. Einstein demostró que lo que ahora llamamos movimiento browniano se debe a que las moléculas en el agua vibran debido al calor a una velocidad muy rápida, y eso es lo que impulsa toda la energía en biología.

Presión osmótica:

La presión mínima que debe ejercerse para evitar el paso del “disolvente” puro a la “solución” cuando los dos están separados por una membrana semipermeable. (Lawrence) La tendencia de una solución “hipertónica” a absorber agua cuando se separa del agua pura (que no tiene solutos) por una membrana semipermeable. 

Difusión pasiva:

Difusión sin ayuda de pequeñas moléculas sin carga. (Lawrence) Cuando la difusión ocurre a través de una membrana sin la ayuda de una proteína de transporte. La velocidad de difusión pasiva depende de la química del soluto y su concentración.  También conocido como ‘transporte pasivo’.

Endocitosis:

Proceso por el cual las células toman material “extracelular” por “invaginación” de la “membrana plasmática” para formar “vesículas” que encierran el material externo. (Lawrence) El plasma se pliega hacia adentro para formar una vesícula que lleva sustancias a la célula. (Brooker, 102)

Endocitosis mediada por receptor:

Una forma común de endocitosis en la que un “receptor” es específico para una “carga” dada. Cuando un receptor se une a esa carga, esto estimula la unión de las “proteínas de la cubierta” a la membrana e inicia la formación de una vesícula. Una vez dentro de la célula, la vesícula arroja su pelaje. En la mayoría de los casos, la vesícula se fusiona con un “orgánulo” de membrana interno, como un “lisosoma”, y el receptor libera su carga. biologia.

Exocitosis

Un proceso en el cual el material dentro de la célula… se excreta en el entorno extracelular. (Brooker, 101) Proceso mediante el cual las “proteínas” y algunas otras moléculas son secretadas por las células. Se empaquetan en vesículas unidas a la membrana que luego se fusionan con la membrana plasmática, liberando su contenido al exterior de la célula. (Lawrence)

Filtración:

movimiento de una sustancia debido a la ‘presión hidrostática’ forzando soluciones a través de una membrana. Proceso pasivo, no requiere energía. (Norton Lectures, 6/3/09) (También, en el laboratorio a) proceso de separación en el que se pasa un líquido a través de un material poroso (el filtro) para separar cualquier partícula o materia sólida. (Lawrence)

Transporte intercelular: cualquier evento, proceso o condición subcelular o molecular involucrado en la translocación de una “macromolécula” biológica de un sitio o compartimento a otro, completamente dentro de una célula. (NCIt)

Movimiento espontáneo:

Movimientos de “lípidos” y “proteínas integrales” dentro de una membrana que no requiere energía. Esto puede ser lateral (lateral) o rotacional (giros “lipídicos” en su eje). (Norton Lectures, 6/3/09)

Proteína (s) de transporte: proteínas que proporcionan un paso para el movimiento a través de las membranas.  Moléculas que bombean sustancias a través de una membrana. (Kolb, 153) Responsable de trasladar nutrientes esenciales del medio ambiente a las células. (Venter, 59) Incrustado dentro de la bicapa de fosfolípidos.

Facilitar la absorción y exportación de sustancias. (Booker, 11) Puede clasificar las proteínas de transporte en dos clases, ‘canales’ y ‘transportadores’, en función de la forma en que mueven los solutos a través de la membrana.  También conocido como ‘proteínas transportadoras’ y ‘proteínas transportadoras de membrana’.

Proteínas del canal:

Una proteína o grupo de proteínas que funcionan como un canal. Un pasaje creado en una “membrana” por un “cambio conformacional” en las proteínas de membrana. (GHR) Proteínas que forman un pasaje abierto para la difusión facilitada de iones o moléculas a través de la membrana. Cuando el canal está abierto, el movimiento de los “solutos” puede ser extremadamente rápido, hasta 100 millones de iones o moléculas por segundo. También conocido como ‘canales’.

Canales iónicos:

Proteínas que recubren agujeros en la membrana plasmática. Se pueden abrir a pedido para permitir que los iones entren y salgan de la célula.  Aberturas especiales en la membrana celular que permiten que los iones de “potasio” (y otros) fluyan desde el interior de la célula, donde están presentes en altas concentraciones, hacia el exterior, donde están presentes en bajas concentraciones.  Los canales iónicos están presentes en cada célula del cuerpo, no solo en las neuronas, y todos utilizan esencialmente el mismo mecanismo para generar el “potencial de membrana en reposo” 

Canal de calcio

Un canal de iones con “permeabilidad” selectiva al “calcio”. (NCIt) Glucoproteína de membrana celular dependiente del voltaje (“receptor”) (es decir) selectivamente permeable a los iones de calcio. (Malla)

Canal de cloruro

Canal de “anión” en la membrana a través del cual pasan los iones de cloruro. (Lawrence) Glucoproteína de membrana celular que forma un canal para pasar selectivamente iones cloruro. (Malla)

Canal dependiente de ligando

Un canal iónico cuya apertura y cierre está regulado por la “unión” de un “mensajero” químico, como una “hormona” o un “neurotransmisor”. Puede ser “excitador” o “inhibidor”. participan en la comunicación de neurona a neurona, mientras que los “canales activados por voltaje” están involucrados en la generación de un “potencial de acción” dentro de una sola neurona.  También conocido como “canal iónico dependiente de ligando”.

Canal sin compuerta:

Un canal de iones que no tiene compuertas y no se ve afectado por el “voltaje” a través de la membrana celular. Un canal de iones en la membrana de las células nerviosas que conduce pasivamente iones (con mayor frecuencia iones de potasio) a través de la membrana celular.

El flujo de iones a través de estos canales es responsable del potencial de membrana en reposo de la célula. También conocido como ‘canal de descanso’ y ‘canal mecanosensible’.

Canal de potasio:

Glicoproteína de la membrana celular que es selectivamente permeable a los iones de potasio. Existen al menos ocho grupos principales de canales de potasio y están formados por docenas de diferentes “subunidades”. (MeSH) Se sienta en la membrana celular y permite que solo el potasio pase a través de ella cuando está abierta.

Compuesto por cuatro subunidades proteicas entrelazadas e idénticas. La función es permitir que un tipo de ión con carga positiva, y solo uno, pase a través de la sopa acuosa dentro de la célula al otro lado de la membrana celular, fuera de la célula. El canal actúa como un filtro, dejando pasar solo iones de potasio y ninguna cantidad apreciable de ningún otro tipo de ion.

Los iones de potasio pueden pasar por el pasillo hacia el otro lado de la membrana a una velocidad de 100 millones por segundo. Los defectos en el canal pueden causar enfermedades. Por ejemplo, “síndrome de QT largo” es causado por un defecto en un canal de potasio “codificado” por un gen en nuestro undécimo “cromosoma”. (Batiza, 16)

Canal de sodio

Un canal de iones con permeabilidad selectiva al “sodio” (NCIt) Específicamente permite el paso de iones de sodio. Una variedad de subtipos de canales de sodio específicos están involucrados en el servicio de funciones especializadas como (“neurocomunicación”), contracción del músculo cardíaco y función “renal”. (Malla)

Canal controlado por voltaje:

(Un canal iónico) que se abre y cierra en respuesta a cambios en la carga eléctrica a través de la membrana.  A medida que un potencial de acción se mueve a lo largo del “axón” hacia el “terminal del axón”, las puertas del sodio y luego el potasio, los canales se abren y cierran en rápida sucesión. Cuando la neurona está en reposo, los canales cerrados se cierran.

Cuando una “señal” reduce el potencial de membrana en reposo de la célula lo suficiente, los canales cerrados se abren y los iones se precipitan en la célula. Estas proteínas abarcan el ancho de la membrana celular y contienen una vía llena de líquido a través de la cual pasan los iones.  También conocido como ‘canal de iones dependiente de voltaje’.

Transportadores:

Transportan proteínas que unen solutos en bolsas “hidrofílicas” y experimentan cambios conformacionales. El cambio conformacional cambia la exposición de la bolsa al otro lado de la membrana. (Booker, 98) (Transportadores) transportan solo moléculas específicas.

Hay un punto de saturación en el que todos los transportadores están llenos y, por lo tanto, no se pueden cruzar más solutos. Otras moléculas pueden ayudar a coordinar las actividades de los transportadores. También conocido como ‘transportistas’. ‘proteínas transportadoras’ y ‘proteínas mediadas por transportistas’.

Antiportadores:

Transportadores que mueven moléculas a través de una membrana en ambas direcciones.  Unir dos o más iones o moléculas y transportarlos en direcciones opuestas. Transporta un soluto a través de la membrana, el transporte depende del transporte simultáneo o secuencial de otro soluto en la dirección opuesta.

Bombas:

Mecanismo de transporte activo (ubicado en la membrana celular) para iones o moléculas pequeñas. (Lawrence) Transportadores que acoplan directamente sus cambios conformacionales a una fuente de energía, como la “hidrólisis” ATP. Una categoría común de bombas que se encuentran en todas las células vivas son las ‘bombas impulsadas por ATP’, que tienen un sitio de unión para ATP. 

Symporters:

Transportadores que mueven moléculas a través de una membrana en la misma dirección.  El transporte depende del transporte secuencial o simultáneo de otro soluto en la misma dirección. (Lawrence) Unir dos o más iones o moléculas y transportarlos en la misma dirección. (Brooker, 98)

Uniportadores:

proteínas de membrana que transportan un soluto a través de una membrana en una sola dirección. Transporte de moléculas individuales.  Unir una sola molécula o ion y transportarla a través de la membrana.

 

Resumen


  • La membrana celular es selectivamente permeable, permitiendo que solo pasen ciertas sustancias.
  • El transporte celular puede requerir asistencia de una proteína / bomba.
  • El transporte celular puede requerir energía.
  • Algunos transportes implican vesículas.
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Que es el Transporte celular
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Que es el Transporte celular
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El transporte celular es el movimiento de materiales a través de las membranas celulares. El transporte celular incluye el transporte pasivo y activo. El transporte pasivo no requiere energía, mientras que el transporte activo requiere energía para proceder. El transporte pasivo pasa por difusión, difusión facilitada y ósmosis.
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