3.11.12

TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

1.- INDIQUE TRES SEMEJANZAS Y DOS DIFERENCIAS ENTRE DIFUSIÓN SIMPLE Y DIFUSIÓN FACILITADA.

•      SEMEJANZAS ENTRE EL TRANSPORTE PASIVO Y EL TRANSPORTE ACTIVO:

A.- Ambos son movimientos de sustancias por una membrana plasmática.
B.- Ambos sirven para que la célula se pueda nutrir desde el exterior y expulsar deshechos desde el interior celular.

•      DIFERENCIAS ENTRE EL TRANSPORTE  PASIVO Y EL ACTIVO:

A.- El transporte pasivo va en favor del gradiente de concentración en cambio el transporte activo va en contra del gradiente.
B.- El transporte pasivo no requiere de energía metabólica en cambio el transporte activo requiere de gasto  de ATP.
C.- El transporte pasivo no requiere de proteínas en cambio el transporte activo si.

2.- EN LA DIFUSIÓN SIMPLE, ¿DE QUÉ FACTORES DEPENDE LA RAPIDEZ DE DIFUSIÓN DE LAS MOLÉCULAS?

Velocidad de difusión de una sustancia depende:

·         LA MAGNITUD DEL GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN.
A mayor gradiente mejor será la difusión.

·         PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA.
Membrana neuronas 20 veces más permeables al K+ que al Na+.

·         TEMPERATURA
A mayor temperatura, mayor velocidad.

·         LA SUPERFICIE DE DIFUSIÓN.
Microvellosidades incrementan el área de difusión.

3.- DEFINA:

a) Osmosis
b) Ligando
c) Hemolisis

OSMOSIS: Difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la más concentrada.

LIGANDO: Es cualquier molécula que se una específicamente a una proteína.

HEMOLISIS: Destrucciónede eitrocitos por muchos agentes causales diferentes cromo anticuerpos, bacterias, productos químicos, temperatura, y cambios en tonicidad.

4.- ¿QUÉ ENTIENDE POR ULTRAFILTRACIÓN? EXPLIQUE CON UN EJEMPLO.

ULTRAFILTRACIÓN: Es el proceso en el cual se utiliza una membrana semipermeable, donde la presión activada del proceso es capaz de fraccionar, separar y concentrar substancias sin que esras sufran cambios de fase.
La ultrafiltración ocurre en la barrera entre la sangre y el filtrado en el corpúsculo renal o la cápsula de Bowman en los riñones. La cápsula de Bowman contiene una densa red capilar llamada glomérulo. La sangre fluye en estos tubos capilares a través de una ancha arteriola aferente y se va a través de una más estrecha arteriola eferente. La presión arterial dentro de estos tubos capilares es alta porque:
1.  La arteria renal contiene sangre a una muy alta presión que entra al glomérulo vía la corta arteriola aferente.
2.  La arteriola eferente tiene un diámetro más pequeño que la arteriola aferente.

Un ejemplo:

La ultrafiltración es un caso específico del filtrado común, como el que se presenta al colar un jugo de naranja antes del desayuno; solo que en este caso de ultrafiltración el fraccionamiento es mucho más selectivo, debido a que no se utiliza una malla, sino membranas semipermeables que permiten una mejor separación en el líquido, obteniendo una mayor fineza en cuanto al tamaño de partícula.

5.- INDIQUE TRES SEMEJANZAS Y DOS DIFERENCIAS ENTRE DIFUSIÓN SIMPLE Y DIFUSIÓN FACILITADA.

SEMEJANZAS ENTRE DIFUSIÓN SIMPLE Y DIFUSIÓN FACILITADA

A.- La difusión implica para ambas difusiones, no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas.

DIFERENCIAS ENTRE DIFUSIÓN SIMPLE Y DIFUSIÓN FACILITADA

A.- En la difusión simple es una difusión de pequeñas sustancias como agua, gases disueltos o moléculas liposolubles en la bicapa en cambio en la difusión facilitada la difusión es de moléculas solubles en agua.
B. En la difusión simple no participan proteína en cambio en la difusión facilitada si.
C. La difusión simple es transporte pasivo en cambio la difusión facilitada es un  transporte  activo.

6.- EXPLIQUE CON UN EJEMPLO EL TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO.

Un ejemplo es la bomba sodio-potasio una proteína integral de membrana fundamental en la fisiología de las células que se encuentra en todas nuestras membranas celulares. Su función es el transporte de los iones inorgánicos más importantes en biología (el sodio y el potasio) entre el medio extracelular y el citoplasma, proceso fundamental en todo el reino animal.

Esta bomba es una proteína electrogénica ya que bombea tres iones cargados positivamente hacia el exterior de la célula e introduce dos iones positivos en el interior celular.

Esto supone el establecimiento de una corriente eléctrica neta a través de la membrana celular, lo que contribuye a generar un potencial eléctrico entre el interior y el exterior de la célula ya que el exterior de la célula está cargado positivamente con respecto al interior de la célula. Este efecto electrogénico directo en la célula es mínimo ya que sólo contribuye a un 10% del total del potencial eléctrico de la membrana celular. No obstante, casi todo el resto del potencial deriva indirectamente de la acción de la bomba de Na+/K+ contribuye a equilibrar el potencial de membrana y mantener el potencial de reposo (es decir, las concentraciones constantes a ambos lados) cuando el impulso nervioso ya se ha transmitido.

Este impulso nervioso hace que los canales de Na+ se abran generando un desequilibrio en la membrana y despolarizándola. Cuando el impulso ha pasado los canales de Na+ se cierran y se abren los de K+. Para que el potencial de membrana vuelva a su estado normal la bomba de Na+/K+ empieza a funcionar haciendo que la membrana del axón vuelva a su estado de reposo (sacando el sodio que entró y metiendo el potasio que salió).

7.- CON LA AYUDA DE LA FIGURA. EXPLIQUE LA DIFERENCIA ENTRE SIMPORTE Y ANTIPORTE.


En el sistema de transporte más simple, conocido como uniporte, un soluto en particular se mueve directamente a través de la membrana en una dirección.

 En el tipo de cotransporte conocido como simporte dos solutos diferentes se mueven a través de la membrana, simultáneamente y en el mismo sentido.

 Frecuentemente, un gradiente de concentración, que involucra a uno de los solutos transportados, impulsa el transporte del otro;

Por ejemplo, un gradiente de concentración de iones Na+ frecuentemente impulsa el cotransporte de moléculas de glucosa.

En otro tipo de sistema de cotransporte, conocido como antiporte, dos solutos diferentes se mueven a través de la membrana, simultánea o secuencialmente en sentidos opuestos.

La bomba Na+ - K+ es un ejemplo de sistema de cotransporte que implica un antiporte.



Las proteínas que forman canales no se unen al soluto, sino que forman poros hidrofílicos que atraviesan la membrana permitiendo exclusivamente el pasaje de iones (canales iónicos); el tipo de ion se selecciona de acuerdo al tamaño y a la carga.


Los canales iónicos se encuentran generalmente cerrados con una especie de "compuerta", que impide el pasaje de iones por el poro.

Los canales pueden abrirse por un intervalo de tiempo breve como respuesta a distintos tipos de estímulos, permitiendo el pasaje de un ion específico a través de la membrana.

8.- CON LA AYUDA DE LA FIGURA. 


EXPLIQUE LOS PROCESOS DE:

a) Fagocitosis
b) Pinocitosis 

FAGOCITOSIS: Si el material que engulle la célula está en forma de partícula como, por ejemplo, una célula bacteriana o un fragmento orgánico.

En este proceso, se usa unas proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudópodos  que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos fusionan una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o fagosoma.

El material sólido dentro de  la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los  lisosomas.

Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de las células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa.

PINOCITOSIS: Consiste en la ingestión de líquidos y solutos chicos vía pequeñas vesículas que tienen menos de 150 nm de diámetro.
En este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vesícula de líquido extracelular. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocitica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula. La vesícula puede ser reciclada, mientras el contenido es degradado por organelos especializados denominados lisosomas.
 De esta forma hay un tráfico constante de membranas entre la superficie de la célula y su interior.

9.- ¿QUÉ SE ENTIENDE POR ENDOCITOSIS MEDIADA POR UN RECEPTOR?
Describa el proceso.

Algunos tipos de moléculas como la lipoproteínas de baja densidad (LDL) son transportadoras a través de la membrana plasmática mediante la endocitosis mediada por receptor. 

Se trata de sustancias que primero deben acoplarse a moléculas receptoras específicas, los receptores se encuentran  agrupados en la membrana y están unidos en la parte citosólica con proteínas clatrinas, o se agrupan después de haberse unido a las moléculas que serán transportadas. Las moléculas del receptor se agrupan en una depresión revestida por la proteína  clatrina.

Muestra los receptores específicos con las moléculas capturadas.

Los receptores están unidos en la parte citosólica a proteínas clatinas. Se produce la envaginación de la membrana y la vesícula se desprende.

Finalmente la vesícula endocitica pierde su revestimiento de  clatrina y su contenido será aprovechado por la célula.

10.- NOMBRE LOS DOS TIPOS DE EXOCITOSIS QUE EXISTEN. ¿EN QUÉ SE DIFERENCIAN?

 A.-  Exocitosis no constituída  disparada por Ca2+   ->  regulada

B.- Exocitosis no - regulada o constitutiva y no disparada por Ca2+

DIFERENCIAS ENTRE LAS CLASES DE EXOCITOSIS
La exocitosis, o secreción celular, es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática y liberan su contenido o moléculas. Esto sucede cuando llega una señal extracelular; además se puede explicar como el proceso en el cual se expulsa material de desecho de la célula producido por el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi y posteriormente empacado en vesículas.
Hay que diferenciar la exocitosis regulada de la exocitosis constitutiva por la cual las células transportan elementos de membrana y proteínas continuamente a la membrana plasmática. Sin embargo, hay muchos pasos en los cuales estos dos mecanismos se asemejan:
La exocitosis constitutiva se produce en todas las células y se encarga de liberar moléculas que van a formar parte de la matriz extracelular o bien sirven para regenerar la propia membrana celular. Es un proceso constante de producción, desplazamiento y fusión, con diferente intensidad de tráfico según el estado fisiológico de la célula.

La exocitosis regulada se produce sólo en aquellas células especializadas en la secreción, como por ejemplo las productoras de hormonas, las neuronas, las células del epitelio digestivo, las células glandulares y otras. En este tipo de exocitosis se liberan moléculas que realizan funciones para el organismo como la digestión o que afectan a la fisiología de otras células que están próximas o localizadas en regiones alejadas en el organismo, a las cuales llegan a través del sistema circulatorio, como es el caso de las hormonas. Las vesículas de secreción regulada no se fusionan espontáneamente con la membrana plasmática sino que necesitan una señal que es un aumento de la concentración de calcio. Además, necesitan ATP y GTP.

11.- NOMBRE LOS PASOS DE LA EXOCITOSIS Y EXPLIQUE CADA UNO.

Hay cinco pasos implicados en la exocitosis:

A.- Transporte de vesículas
B.- Enlace de Vesículas
C.- Unión de vesículas
D.- Preparación de la vesícula
E.- Fusión de la vesícula

A.-TRANSPORTE DE VESÍCULAS

Ciertos pasos de transporte de vesículas requieren el desplazamiento de una vesícula a una distancia significativa. Por ejemplo, las vesículas que llevan proteínas del complejo de Golgi a la superficie de la célula probablemente usarán proteínas como motor y una pista de citoesqueleto para ponerse cerca de su objetivo antes de ligarse a él. Tanto la actina como los citoesqueletos basados en microtúbulos entán implicados en estos procesos, junto con varias proteínas motoras. Una vez que las vesículas alcanzan su objetivo, entran en contacto con factores de enlace que puedan retenerlos.

B.- ENLACE DE VESÍCULAS

Es útil distinguir entre el enlace inicial más débil de las vesículas con su objetivo, de las interacciones más estables que se producen en la fusión. El enlace de vesículas implica una distancia a la superficie de la membrana de más de la mitad del diámetro de una vesícula (> 25 nm).
Las interacciones que enlazan la vesícula probablemente están implicadas en la concentración de vesículas en la sinapsis.

C.- UNIÓN DE VESÍCULAS

La unión de vesículas se refiere al mantenimiento de dos membranas dentro de una distancia inferior a 5 – 10 nm. El atraque estable probablemente representa varios estados moleculares, que son la base de la asociación cercana y estable de una vesícula con su objetivo, pueden incluir cambios de posición moleculares que provocan la fusión con la bicapa. Un rasgo común de muchas proteínas que actúan como enlace y atraque de la vesícula en su propensión a estructuras muy amplias y enrolladas.

D.- PREPARACIÓN DE LA VESÍCULA

En la exocitosis neuronal, la preparación incluye todos los cambios de posición moleculares, proteínas dependientes de ATP y modificaciones de lípidod que ocurren después de la unión inicial de una vesícula sináptica pero antes de la secreción, de tal forma que el flujo de iones de calcio es necesario para provocar la liberación de neurotransmisores de forma casi instantánea. En otros tipos de célula, cuya secreción es constitutiva (es decir continua, independiente del ión de calcio) no hay ninguna preparación previa.

E.- FUSIÓN DE VESÍCULA

La fusión de la vesícula es llevada a cabo por un complejo proteínico (llamado SNARE) que combina la membrana de la vesícula con el objetivo, dando como resultado la liberación de biomoléculas grandes en el espacio extracelular (o, en el caso de las neuronas, en la hendidura sináptica).

La fusión de la vesícula donante y las membranas receptoras se lleva a cabo en tres etapas:

a)   La superficie  de la membrana plasmática aumenta (por la superficie de vesícula fundida). Esto es importante para la regulación del tamaño celular, por ejemplo durante el crecimiento  de la célula.
b)   Las sustancias dentro de la vesícula se liberan al exterior. Estas sustancias podrían ser  deshechos, toxinas, o moléculas señalizadoras como hormonas (o neurotransmisores durante la transmisión sináptica).
c)   Las proteínas empotradas en la membrana de la vesícula son ahora parte de la  membrana plasmática. El lado de la proteína que daba al interior de la vesícula ahora da al exterior de la célula. Este mecanismo es importante para la regulación de los receptores transmembranas y los transportadores.
La exocitosis se refiere a la salida de moléculas desde la célula. Estas moléculas se incluyen en vesículas que derivan del complejo de golgi.

12.- ¿CUÁLES SON LAS ETAPAS EN LA FUSIÓN DE LA VESÍCULA DONANTE Y LAS MEMBRANAS RECEPTORAS?. Explique cada uno.

La fusión de la vesícula donante y las membranas receptoras se lleva a cabo en tres etapas:

a)   La superficie de la membrana plasmática aumenta (por la superficie de vesícula fundida). Esto es importante para la regulación del tamaño celular, por ejemplo durante el crecimiento de la célula.


b) Las sustancias dentro de la vesícula se liberan el exterior. Estas sustancias podrían ser desechos, toxinas, o moléculas señalizadoras como hormonas  (o neurotransmisores durante la transmisión sináptica).

c) Las proteínas empotradas en la membrana de la vesícula son ahora parte de la membrana plasmática. El lado de la proteína que daba al interior de la vesícula ahora da al exterior de la célula. Este mecanismo es importante para la regulación de los receptores transmembrana y los transportadores

.13.- HAGA UN RESUMEN ESQUEMÁTICO DE EL TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR.










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