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La biología celular · La membrana plasmática

El transporte de membrana

Después de un partido de soccer, tu cuerpo absorbe agua y glucosa de una bebida deportiva a través de las células del intestino. Cada sustancia que entra o sale de la célula lo hace por un mecanismo concreto, y ese mecanismo depende de tres factores: el tamaño de la sustancia, su carga eléctrica y si se mueve a favor o en contra de su gradiente de concentración.

Difusión simple: a favor de gradiente

Si se añade una gota de tinta a un vaso de agua en reposo, el colorante se dispersa espontáneamente hasta teñir todo el líquido de manera uniforme sin necesidad de agitarlo: ¿por qué motivo las partículas disueltas tienden siempre 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? Da 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? Da 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 permeasa 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
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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 citosólica de $\text{K}^+$ es aproximadamente 30 veces mayor que la extracelular, mientras que la de $\text{Na}^+$ es aproximadamente 10 veces mayor en el exterior celular: ¿cómo consiguen las células mantener este desequilibrio constante frente a la tendencia física natural a igualarse? (Vuelve al principio: la glucosa de la bebida deportiva entra al intestino gracias a este gradiente de sodio, como verás al final.)

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
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Observa el esquema de la bomba sodio-potasio. Indica qué ion 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 ion 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 mediano 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 mediano 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

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

Endocitosis mediada por receptor: el receptor de LDL

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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: concentración y diferencia de potencial eléctrico. La difusión facilitada usa canales o transportadores a favor de ese gradiente. El transporte activo requiere 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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