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Secundaria 4° · Biología
La biología celular · La membrana plasmática

El transporte de membrana

Te conviene dominar: La célula, unidad de los seres vivos (2° de secundaria (primer ciclo))

Cuando comes un mangú con aguacate, la glucosa y otros nutrientes tienen que pasar del intestino a la sangre y luego entrar a cada célula de tu cuerpo. Pero la membrana no deja pasar cualquier cosa. ¿Cómo entra cada sustancia? Depende de su tamaño, de su carga eléctrica y de si se mueve a favor o en contra de su gradiente de concentración.

Difusión simple: a favor del gradiente

Si dejas caer una gota de colorante en un vaso de agua en reposo, el color se reparte solo por todo el vaso sin que lo agites. ¿Por qué las partículas tienden a repartirse por todo el espacio disponible sin gastar energía?

Animación de difusión simple: las moléculas se agitan; primero dos cruzan la bicapa de la zona más concentrada a la menos concentrada hasta quedar 4 y 4; después siguen cruzando en ambos sentidos sin cambiar el reparto, y el ciclo se repite. más concentración menos concentración
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Distingue entre transporte pasivo y transporte activo a través de la membrana, indicando cuál de ellos requiere un aporte de ATP y en qué sentido se mueven las…

Distingue entre transporte pasivo y transporte activo a través de la membrana, indicando cuál de ellos requiere un aporte de ATP y en qué sentido se mueven las sustancias en cada caso.

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¿Qué es la difusión simple? Pon dos ejemplos de sustancias que entran o salen de las células por este mecanismo y explica qué características comunes tienen.

¿Qué es la difusión simple? Pon dos ejemplos de sustancias que entran o salen de las células por este mecanismo y explica qué características comunes tienen.

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Difusión facilitada

Difusión facilitada de glucosa: una proteína transportadora de la bicapa lipídica cambia de conformación y deja pasar la glucosa del medio extracelular, donde está más concentrada, al citoplasma, a favor de gradiente y sin gasto de ATP Medio extracelular glucosa bicapalipídica cambio de conformación proteína transportadora(permeasa) Citoplasma [glucosa] alta [glucosa] baja a favor de gradiente Transporte pasivo: sin gasto de ATP

Fíjate en las diferencias con la difusión simple: la difusión facilitada necesita una proteína específica (por eso se puede saturar cuando todas las proteínas están ocupadas), mientras que la simple depende solo de la bicapa. En ambas, el movimiento va a favor del gradiente y no se gasta ATP.

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La glucosa entra en la mayoría de las células por difusión facilitada. Explica en qué consiste este mecanismo, qué proteínas intervienen y en qué se diferencia de la…

La glucosa entra en la mayoría de las células por difusión facilitada. Explica en qué consiste este mecanismo, qué proteínas intervienen y en qué se diferencia de la difusión simple.

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Transporte activo: la bomba sodio-potasio

En una neurona en reposo, la concentración de $\text{K}^+$ dentro de la célula es unas $30$ veces mayor que fuera, mientras que la de $\text{Na}^+$ es unas $10$ veces mayor en el exterior. ¿Cómo mantienen las células este desequilibrio frente a la tendencia natural a igualarse?

Animación del ciclo de la bomba sodio-potasio: tres iones sodio suben desde el interior y salen al exterior mientras la bomba cambia de forma y el ATP pierde un fosfato; después dos iones potasio bajan desde el exterior hasta el interior. exterior interior ATP → ADP + P: 3 Na⁺ fuera, 2 K⁺ dentro por cada ciclo

En el esquema, las partículas moradas (A) son los iones $\text{Na}^+$, que salen de la célula; las verdes (B) son los iones $\text{K}^+$, que entran. La bomba hidroliza ATP para cambiar de forma y moverlos en contra de su gradiente.

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Observa el esquema de la bomba sodio-potasio. Indica qué ión corresponde a las partículas A y cuál a las B, explica por qué este mecanismo se considera transporte activo…

Observa el esquema de la bomba sodio-potasio. Indica qué ión corresponde a las partículas A y cuál a las B, explica por qué este mecanismo se considera transporte activo y qué consecuencia tiene para la carga eléctrica de la membrana el intercambio desigual de iones.

exterior interior A B ATP → ADP + P
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Se analiza la absorción de $\text{K}^+$ en raíces de plántulas de cebada en un medio hidropónico. Al añadir al cultivo dinitrofenol (DNP), una sustancia que desacopla la…

Se analiza la absorción de $\text{K}^+$ en raíces de plántulas de cebada en un medio hidropónico. Al añadir al cultivo dinitrofenol (DNP), una sustancia que desacopla la síntesis mitocondrial de ATP sin frenar el consumo de $\text{O}_2$, la absorción de $\text{K}^+$ se detiene de inmediato y el ion comienza a salir lentamente de la raíz, de modo que se pierde progresivamente el $\text{K}^+$ acumulado. Interpreta estos datos deduciendo el mecanismo de transporte implicado en la captación de $\text{K}^+$, justifica por qué el bloqueo del ATP provoca la disipación del gradiente electroquímico acumulado y predice qué ocurriría con la absorción si, en ausencia de DNP, se descendiera la temperatura a $0\ \text{°C}$.

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La ouabaína es un fármaco que inhibe la bomba de $\text{Na}^+/\text{K}^+$. Predice qué ocurrirá, a medio plazo, con el gradiente de sodio de la célula y con el…

La ouabaína es un fármaco que inhibe la bomba de $\text{Na}^+/\text{K}^+$. Predice qué ocurrirá, a medio plazo, con el gradiente de sodio de la célula y con el transporte acoplado de glucosa que utiliza ese gradiente en el intestino, y razona tu respuesta.

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Transporte en masa: endocitosis y exocitosis

Un glóbulo blanco de tu sangre se encuentra con una bacteria, demasiado grande para cruzar por una proteína. ¿Cómo la captura?

Animación de los tres tipos de endocitosis: la membrana se invagina, rodea la partícula (bacteria, gotas de líquido o ligando unido a receptor), se forma una vesícula que se desplaza hacia el interior y la escena vuelve al inicio. fagocitosis pinocitosis mediada por receptor

Vuelve al principio: el glóbulo blanco captura la bacteria por fagocitosis, y la vesícula que se forma se llama fagosoma. Luego se fusiona con un lisosoma que digiere la bacteria. Un ejemplo de exocitosis: las células del páncreas liberan insulina empaquetada en vesículas.

Cómo funciona la endocitosis mediada por receptor

En la membrana hay receptores específicos que reconocen a una sola molécula (el ligando). Cuando el ligando se une al receptor, los receptores se agrupan en una zona llamada fosa recubierta. En la cara interna de la membrana, la cola del receptor que mira al citoplasma se une a una proteína adaptadora (adaptina), y esta atrae a la clatrina, que forma una cubierta alrededor de la fosa. La fosa se hunde y se cierra: se forma una vesícula recubierta con el receptor y su ligando dentro. Luego la vesícula pierde la cubierta y libera su contenido en la célula.

Un ejemplo es la entrada del colesterol. Se transporta en la sangre unido a partículas llamadas LDL, que se unen a receptores de LDL de las células. Si el receptor no puede unirse a la adaptina y la clatrina (por una mutación en su cola citosólica), el LDL se une pero no se forma la vesícula: el colesterol no entra a la célula y se acumula en la sangre. Esto causa la hipercolesterolemia familiar. La pinocitosis sigue funcionando, porque no depende de ese receptor.

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Explica qué son la endocitosis y la exocitosis y pon un ejemplo biológico concreto de cada uno de estos procesos.

Explica qué son la endocitosis y la exocitosis y pon un ejemplo biológico concreto de cada uno de estos procesos.

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Un glóbulo blanco engloba una bacteria para destruirla. ¿Qué tipo de endocitosis lleva a cabo y cómo se llama la vesícula que se forma? Describe brevemente el proceso.

Un glóbulo blanco engloba una bacteria para destruirla. ¿Qué tipo de endocitosis lleva a cabo y cómo se llama la vesícula que se forma? Describe brevemente el proceso.

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Un paciente padece una forma de hipercolesterolemia familiar debida a una mutación en el gen del receptor de LDL. El receptor mutado se sintetiza y se inserta en la…

Un paciente padece una forma de hipercolesterolemia familiar debida a una mutación en el gen del receptor de LDL. El receptor mutado se sintetiza y se inserta en la membrana plasmática, donde es capaz de unirse al LDL circulante con normalidad, pero carece de la cola citosólica que interactúa con la adaptina y la clatrina. Como consecuencia, el colesterol no entra en las células y se acumula en el torrente sanguíneo, a pesar de que la pinocitosis de solutos extracelulares permanece intacta. Justifica qué tipo de transporte vesicular se encuentra bloqueado y por qué la célula no puede internalizar el ligando, y razona si un incremento compensatorio de la pinocitosis permitiría suplir eficazmente esta deficiencia.

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Gradiente electroquímico y transporte activo secundario

Para un ion importa su gradiente electroquímico: la suma de la diferencia de concentración y de la diferencia de carga eléctrica entre los dos lados de la membrana. La difusión facilitada usa canales o transportadores a favor de ese gradiente. El transporte activo necesita una fuente de energía, directa o indirecta.

Membrana plasmática con una bomba Na⁺/K⁺ que gasta ATP para sacar sodio y crear su gradiente (transporte activo primario) y un cotransportador que deja entrar Na⁺ a favor de gradiente junto con glucosa contra el suyo (transporte activo secundario, simporte) Transporte activo primario Transporte activo secundario Bomba Na⁺/K⁺ Cotransportador Na⁺–glucosa (simporte) Medio extracelular [Na⁺] alta · [glucosa] baja Membrana plasmática [Na⁺] baja · [glucosa] alta Citoplasma Na⁺ Na⁺ Na⁺ Na⁺ Na⁺ Na⁺ Na⁺ 3 Na⁺ 2 K⁺ ATP ADP + Pi Na⁺ glucosa Na⁺ a favor de su gradiente glucosa contra su gradiente 1. ATP → bomba → gradiente de Na⁺ (o H⁺) 2. Descenso del Na⁺ → ascenso de la glucosa impulsa

Resumen

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