Biología Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de la membrana PPTCANCBBLA04007V1 Propiedad Intelectual Cpech

Aprendizajes esperados Reconocer y explicar el modelo de membrana “mosaico fluido”. Comprender el significado de la membrana, como estructura que relaciona a la célula con su entorno de manera dinámica y continua. Definir los conceptos de gradiente de concentración, transporte pasivo, transporte activo. Explicar las diferencias entre los transportes.

Introducción La célula constituye la unidad funcional de los seres vivos. Como tal es que establece relaciones con su entorno a través de la membrana celular. Esta estructura es una unidad que presenta un comportamiento variable, concepto conocido como permeabilidad selectiva. Esta capacidad para variar su conducta la hace indispensable para mantener el equilibrio del medio intracelular y extracelular.

Pregunta PSU El esquema representa un segmento de la membrana plasmática. Respecto a P, Q y R, es correcto afirmar que I) P está compuesto de carbono e hidrógeno. II) Q tiene carga eléctrica. III) R es una zona de puentes de hidrógeno. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III DEMRE, Admisión 2011.

Membrana celular

Membrana celular COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR Glúcidos Proteínas Colesterol Fosfolípidos

Membrana celular COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR FOSFOLÍPIDOS Se ubican formando una bicapa lipídica que constituye la matriz de la célula.

Membrana celular COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR COLESTEROL Se ubican entre los fosfolípidos y le otorgan rigidez a la membrana.

Proteínas periféricas Membrana celular COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR PROTEÍNAS DE MEMBRANA Transmembranales o integrales o intrínsecas: cruzan toda la membrana y se pueden ver por el interior y el exterior de la célula. Periféricas o extrínsecas: se adhieren a la membrana por un solo lado. Proteínas periféricas Proteínas integrales

Membrana celular COMPONENTES DE LA MEMBRANA CELULAR GLÚCIDOS Solo se encuentran en el exterior de la membrana, y le confieren la asimetría a esta. Corresponden a los oligosacáridos: glucoproteínas y glucolípidos.

Membrana celular Características de la membrana celular: Presenta fluidez, es decir, las membranas no son estáticas sino que presentan movimiento. Presenta permeabilidad selectiva o es semipermeable. Están formadas por una bicapa lípidica con proteínas insertas (lipo-proteíca).

Membrana celular Funciones de la membrana celular: Regula el paso de sustancias a través de ella. Aísla y separa un medio químico de otro. Regula el contenido interno de la célula o de un organelo membranoso.

Gradiente de concentración Porción externa Membrana Celular Porción interna 13

Gradiente de concentración ¿En qué dirección se debe mover la sustancia para que no exista gasto energético?

Gradiente de concentración Porción externa Membrana Celular A FAVOR DEL GRADIENTE Porción interna

Gradiente de concentración ¿Cómo se denomina este tipo de transporte? Porción externa Membrana Celular A FAVOR DEL GRADIENTE Porción interna Se denomina transporte pasivo, debido a que no hay gasto energético.

Gradiente de concentración Si la sustancia química se mueve en contra del gradiente de concentración ¿Qué nombre recibe este tipo de transporte?

Gradiente de concentración Porción externa Membrana Celular EN CONTRA DEL GRADIENTE Porción interna En este caso el transporte se llama activo, porque es en contra del gradiente de concentración, lo que determina que exista un gasto energético.

Transporte pasivo Movimiento de moléculas de soluto, o agua a favor de su gradiente de concentración (desde una zona de mayor concentración de moléculas a otra zona de menor concentración de moléculas). No gasta ATP. El movimiento de moléculas se estabiliza, cuando las concentraciones de una sustancia a ambos lados de la membrana están en equilibrio (en iguales concentraciones).

Transporte pasivo

Tipos de transporte pasivo DIFUSIÓN SIMPLE Movimiento de moléculas de soluto, a favor de su gradiente de concentración, para ello las sustancias atraviesan la membrana a través de la bicapa lipídica por espacios llamados poros. Usan este tipo de transporte sustancias pequeñas o apolares. Ej.: oxígeno, dióxido de carbono, urea, alcohol. proteína

Tipos de transporte pasivo DIFUSIÓN SIMPLE

Tipos de transporte pasivo ¿Qué elementos son capaces de moverse directamente a través de la bicapa lipidica? O2 CO2 Alcohol

Sustancias con mayor peso molecular Sustancias con carga eléctrica Tipos de transporte pasivo ¿Qué elementos atraviesan la membrana ayudados por proteínas de membrana? Sustancias con mayor peso molecular Sustancias con carga eléctrica

Tipos de transporte pasivo DIFUSIÓN FACILITADA Se lleva a cabo gracias a las proteínas de membrana. Existen dos tipos: A través de canales iónicos: Para sustancias pequeñas con carga. Por ejemplo, los iones como el Na+, K+, etc. A través de carrier o permeasas: Para sustancias polares de mayor tamaño. Por ejemplo, la glucosa. proteína

Transporte a través de la membrana + A C D Difusión simple Difusión Facilitada B

Transporte a través de la membrana F G

Tipos de transporte pasivo Proteínas carrier Difusión facilitada Difusión simple

Tipos de transporte pasivo OSMOSIS Mayor concentración de H2O. Membrana Celular Menor concentración de H2O. Agua (H2O) 29

Tipos de transporte pasivo Características de la osmosis: Movimiento de moléculas de agua a favor de su gradiente de concentración. No utiliza ATP. El agua se moviliza a través de la bicapa de fosfolípidos.

Tipos de transporte pasivo

SOLUCIÓN = Solvente + Soluto Tipos de soluciones SOLUCIÓN = Solvente + Soluto Agua (solvente) Sal (soluto) Para estudiar la osmosis se deben estudiar 3 tipos de soluciones. 1. Solución Hipotónica Siendo importante destacar que esta clasificación, se puede utilizar, comparando con otra solución. 2. Solución Isotónica 3. Solución Hipertónica

El soluto se encuentra en menor concentración que el solvente. Tipos de soluciones 1. Solución Hipotónica El soluto se encuentra en menor concentración que el solvente. Agua (solvente) Sal (soluto)

El solvente y el soluto se encuentran en igual concentración. Tipos de soluciones 2. Solución Isotónica El solvente y el soluto se encuentran en igual concentración. Agua (solvente) Sal (soluto)

El soluto se encuentra en mayor concentración que el solvente. Tipos de soluciones 3. Solución Hipertónica El soluto se encuentra en mayor concentración que el solvente. Agua (solvente) Sal (soluto)

Tipos de soluciones A B 1000 ml H2O 10 g NaCl 20 g NaCl ¿Cuál de los dos medios, A o B, está más concentrado? Según la información entregada por la imagen, ¿en qué dirección se moverá el agua? Para ello piensa que el sistema naturalmente tiende hacia el equilibrio

Células animales sometidas a diferentes tipos de soluciones. Efecto de la Osmosis en células animales NORMAL CRENACIÓN CITOLISIS

Células vegetales sometidas a diferentes tipos de soluciones. Efecto de la osmosis en células vegetales EQUILIBRIO DINÁMICO PLASMOLISIS TURGENCIA

Transporte activo Características: Gasta ATP. Tipos de transporte activo: Mediado por proteínas carrier o bombas. Mediado por vesículas o transporte en masa.

Transporte activo mediado por proteínas carrier Movimiento de moléculas de soluto, en contra de su gradiente de concentración (desde una zona de menor concentración de moléculas a otra zona de mayor concentración de moléculas). Las moléculas de soluto utilizan proteínas de transporte o carrier para movilizarse. Gasta ATP. El movimiento de moléculas no alcanza el equilibrio. Este movimiento, tiende a mantener los gradientes de concentración.

La Bomba de Sodio-Potasio Transporte activo mediado por proteínas carrier Este tipo de transporte siempre requiere una proteína de membrana muy grande llamada BOMBA. La Bomba de Sodio-Potasio

Transporte activo mediado por proteínas carrier

Transporte activo mediado por proteínas carrier

Transporte en masa o mediado por vesículas Para sustancias de gran tamaño la membrana debe generar un mecanismo especial mediado por vesículas. Siempre gasta ATP. Existen dos tipos de transporte mediado por vesículas: 1. ENDOCITOSIS 2. EXOCITOSIS

Transporte en masa o mediado por vesículas La endocitosis es el movimiento de materiales hacia adentro de la célula, por medio de vesículas de membrana. La exocitosis es el movimiento de materiales hacia fuera de la célula, por medio de vesículas membranosas.

Transporte en masa o mediado por vesículas 1. TIPOS DE ENDOCITOSIS FAGOCITOSIS En la fagocitosis (significa, célula comiendo), la célula engulle deshechos, bacterias u otros objetos grandes, invaginando su membrana plasmática. La invaginación produce una vesícula llamada fagosoma, la cual usualmente se fusiona con uno o más lisosomas conteniendo enzimas hidrolíticas. Los materiales en el fagosoma son rotos por estas enzimas y degradados .

Fagocitosis en glóbulo blanco

Transporte en masa o mediado por vesículas PINOCITOSIS 1. ENDOCITOSIS En la pinocitosis (significa, célula bebiendo), la célula, incorpora fluidos del medio externo, invaginando su membrana plasmática.

Transporte en masa o mediado por vesículas MEDIADA POR RECEPTOR 1. ENDOCITOSIS Es la captación de macromoléculas por la célula basada en la formación de complejo Receptor - Ligando en vesículas recubiertas. Las macromoléculas se unen a receptores de la superficie de la célula Estas invaginaciones se desprenden de las membranas bajo la forma de vesículas que contienen los complejos Receptor - Ligando. El colesterol es un ejemplo de sustancias que son transportadas hasta la célula por endocitosis Mediada por Receptor.

Transporte en masa o mediado por vesículas 2. EXOCITOSIS Corresponde a la salida de sustancias de gran tamaño desde la célula. Para esto la membrana se repliega generando una evaginación. Gracias a esto la célula elimina sus desechos o bien secreta sustancias fundamentales como hormonas .

Bicapa de fosfolípidos Síntesis de la clase Membrana celular Organización Función: Transporte Bicapa de fosfolípidos Proteínas Pasivo Activo Difusión Bomba Na-K Osmosis Fluidez Carbohidratos Asimetría

Síntesis de la clase Membrana celular Organización Función: Transporte Bicapa de fosfolípidos Proteínas Carbohidratos Pasivo Difusión simple Activo Mediado por proteínas carrier Difusión Difusión facilitada Osmosis Mediado por vesículas Diálisis 52

Pregunta PSU El esquema representa un segmento de la membrana plasmática. FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR Área / Eje Temático: Organización, estructura y actividad celular. Nivel: I Medio. Contenido: Estructuras y funciones comunes a células animales y vegetales: la membrana plasmática, el citoplasma, las mitocondrias y el núcleo; y las características distintivas de los vegetales: cloroplastos y pared celular. Habilidad: Comprensión. Clave: D. Dificultad: Alta. Respecto a P, Q y R, es correcto afirmar que I) P está compuesto de carbono e hidrógeno. II) Q tiene carga eléctrica. III) R es una zona de puentes de hidrógeno. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III DEMRE, Admisión 2011.

Ejercitación

Ejercitación Una sustancia podrá atravesar directamente la bicapa de fosfolípidos si posee carga eléctrica. es de carácter apolar. tiene pequeño tamaño molecular. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo II y III E) I, II y III D

Ejercitación El modelo del mosaico fluido de la membrana celular tiene como característica ser asimétrico, lo cual implica que A) está formado por dos mitades iguales. B) está formado por dos mitades de diferente ordenación. C) los componentes de la membrana se representan igualmente a ambos lados de la bicapa lipídica. D) los componentes proteicos de la membrana se pueden desplazar dentro de ella. E) las proteínas cruzan la membrana de lado a lado. B

Ejercitación De acuerdo a la siguiente situación: “una sustancia X posee carga eléctrica y logra ingresar a la célula a favor de su gradiente de concentración” ¿Qué fenómenos de transporte se ponen de manifiesto? Transporte activo. Canales iónicos. Difusión facilitada. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo II y III E

Ejercitación Respecto a la membrana plasmática, es correcto afirmar que I. está constituida por una bicapa lipídica. II. las proteínas son parte de su organización. III. es selectiva al paso de moléculas. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo I y II D) Sólo II y III E) I, II y III E

Ejercitación Una sustancia que se moviliza entre el interior y exterior de la célula lo puede hacer a través de la bicapa de fosfolípidos. proteínas de membrana. el colesterol de la membrana. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III D