PPTCES004CB31-A16V1 Clase Membrana celular: modelo de organización. Transporte a través de membrana

Resumen de la clase anterior CÉLULA EUCARIONTE PROCARIONTE CÉLULA ANIMAL Estructura característica: Centríolos CÉLULA VEGETAL Estructuras características: Pared celular Cloroplastos Vacuola central Ribosomas Retículo endoplasmático liso y rugoso Aparato de Golgi Mitocondrias Peroxisomas

Páginas del libro desde la 52 a la 58. Aprendizajes esperados Explicar el modelo de “mosaico fluido” de la membrana celular. Comprender la funcionalidad de la membrana para la relación del medio extracelular con el interior de la célula. Comprender los conceptos de gradiente de concentración, transporte pasivo y activo. Clasificar los tipos de transporte de membrana. Reconocer las características de los solutos que son transportados de forma pasiva y los que se transportan activamente. Páginas del libro desde la 52 a la 58.

Pregunta oficial PSU La figura muestra la concentración intracelular de iones bicarbonato (HCO3–) cuando se modifica la concentración extracelular de iones cloruro (Cl–). De la figura, se infiere correctamente que el A) transporte de HCO3– depende del Cl– extracelular. B) HCO3– es transportado activamente a la célula. C) Cl– difunde libremente hacia la célula. D) Cl– se cotransporta con HCO3–. E) carácter ácido de la célula depende de la concentración de HCO3–. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo PSU 2015.

1. Membrana celular 2. Gradiente de concentración 3. Transporte a través de la membrana

Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972) 1. Membrana celular Modelo de mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972)

B Ejercitación Ejercicio 5 “Guía del alumno” El modelo de mosaico fluido de la membrana celular tiene como característica ser asimétrico, lo cual implica que A) la membrana está formada por dos monocapas iguales. B) la membrana está formada por dos caras que presentan diferencias en su composición. 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. ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión

1. Membrana celular 1.1 Componentes Glúcidos Proteínas Fosfolípidos Oligosacáridos (glucoproteínas y glucolípidos). Solo se encuentran en el exterior de la membrana, le confieren asimetría. Proteínas Pueden ser de dos tipos: Transmembrana, integrales o intrínsecas Periféricas o extrínsecas Fosfolípidos Colesterol Se ubican formando una bicapa lipídica que constituye la matriz de la célula. Le otorgan fluidez. Presentan comportamiento anfipático. Se ubica entre los fosfolípidos y le otorga rigidez a la membrana de las células animales. Glucocálix: conjunto de oligosacáridos unidos a proteínas y lípidos en la cara externa de la membrana celular. Cumple funciones celulares de reconocimiento, adhesión y protección.

D Ejercitación Ejercicio 22 “Guía del alumno” La imagen muestra la técnica de la microinyección, que consiste en insertar el núcleo de una célula en el citoplasma de otra: ¿Qué característica(s) de la membrana celular permite(n) este hecho? I) Se comporta más como líquido que como sólido. II) Su fluidez, dada por los fosfolípidos. III) La estructura de mosaico, dada por las proteínas. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III C) Solo III ALTERNATIVA CORRECTA D Comprensión

1. Membrana celular 1.2 Características y Funciones Bicapa lipídica (estructura lipoproteica). Presenta fluidez. Tiene una permeabilidad selectiva (semipermeable). Separa un medio químico de otro. Regula el paso de sustancias a través de ella. Regula el contenido interno de la célula o de un organelo membranoso.

2. Gradiente de concentración Diferencia de concentración de solutos o sustancias disueltas entre dos medios separados por una membrana. Porción externa Membrana celular Porción interna ¿En qué dirección se debe mover la sustancia para que no exista gasto energético?

2. Gradiente de concentración Porción externa Membrana celular A FAVOR DEL GRADIENTE Porción interna Este tipo de transporte se denomina pasivo, debido a que no hay gasto energético. Si la sustancia química se mueve en contra del gradiente de concentración, ¿qué nombre recibe este tipo de transporte?

2. 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.

¿Este movimiento es a favor o en contra del gradiente? 2. Gradiente de concentración Porción externa Membrana celular Porción interna ¿Este movimiento es a favor o en contra del gradiente?

Y este movimiento, ¿es a favor o en contra? 2. Gradiente de concentración Porción externa Membrana celular Porción interna Y este movimiento, ¿es a favor o en contra?

2. Gradiente de concentración ¿Con qué tipo de transporte se podría comparar la entrada y salida del metro en estos casos? ¿Existe alguna relación entre estas situaciones y lo que acabamos de ver?

Transporte a través de la membrana Transporte Pasivo Transporte Activo Difusión Simple Mediado por proteínas carrier o bombas. Canal Iónico Difusión Facilitada Mediado por vesículas o transporte en masa. Carrier o permeasa Osmosis Endocitosis Exocitosis Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptor

3. Transporte a través de la membrana 3.1 Transporte pasivo A favor del gradiente de concentración. No gasta ATP. Alcanza el equilibrio (concentraciones iguales).

3. Transporte a través de la membrana 3.1 Transporte pasivo + Difusión simple Difusión facilitada Canal iónico Carrier o permeasa A C D B

3. Transporte a través de la membrana 3.1 Transporte pasivo Cotransporte Simporte Antiporte E F G

Mayor concentración de H2O Menor concentración de H2O 3. Transporte a través de la membrana 3.1 Transporte pasivo 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 y de canales llamados acuaporinas. Agua (H2O) Mayor concentración de H2O Menor concentración de H2O Membrana celular

D Ejercitación Ejercicio 8 “Guía del alumno” Una sustancia podrá atravesar directamente la bicapa de fosfolípidos si I) posee carga eléctrica. II) es de carácter apolar. III) tiene pequeño tamaño molecular. Es (son) correcta(s) A) solo I. D) solo II y III. B) solo II. E) I, II y III. C) solo III. ALTERNATIVA CORRECTA D Comprensión

SOLUCIÓN = Solvente + Soluto 3. Transporte a través de la membrana 3.2 Tipos de soluciones SOLUCIÓN = Solvente + Soluto Agua (solvente) Sal (soluto) Para estudiar la osmosis se deben considerar 3 tipos de soluciones: Solución hipotónica: menor concentración de soluto. Solución isotónica: igual concentración de soluto. Solución hipertónica: mayor concentración de soluto. Esta clasificación se puede utilizar solo cuando se comparan dos soluciones.

3. Transporte a través de la membrana 3.2 Tipos de soluciones Solución 1 Solución 2 Solución 3 Agua (solvente) Sal (soluto) Las soluciones 1 y 2 son La solución 2 es con respecto a la solución 3. La solución 3 es con respecto a la solución 2. isotónicas. hipotónica hipertónica

3. Transporte a través de la membrana 3.2 Tipos de soluciones Antes del movimiento del agua, ¿cómo se considera el medio A con respecto a B? Hipotónico Desde el medio A al medio B El medio B Según la información entregada por la imagen, ¿en qué dirección se moverá el agua? ¿Cuál de los dos medios, A o B, está más concentrado? A B 1000 ml H2O 10 g NaCl 20 g NaCl

A Ejercitación Ejercicio 11 “Guía del alumno” En un recipiente separado en dos compartimentos por una membrana semipermeable, existen dos disoluciones de sacarosa con distintas concentraciones, como se muestra en la imagen: Para mantener el equilibrio, A) el agua pasa de la solución Y a la X. B) el agua pasa de la solución X a la Y. C) la sacarosa pasa de la solución X a la Y. D) la sacarosa pasa de la solución Y a la X. E) el agua y la sacarosa pasan de Y a X. ALTERNATIVA CORRECTA A ASE

3. Transporte a través de la membrana 3.2 Tipos de soluciones Efecto de las osmosis en células animales NORMAL CRENACIÓN CITÓLISIS

3. Transporte a través de la membrana 3.2 Tipos de soluciones Efecto de las osmosis en células vegetales EQUILIBRIO DINÁMICO PLASMÓLISIS TURGENCIA

Transporte a través de la membrana Transporte Pasivo Transporte Activo Difusión Simple Mediado por proteínas carrier o Bombas. Canal Iónico Difusión Facilitada Mediado por vesículas o transporte en masa. Carrier o permeasa Osmosis Endocitosis Exocitosis Fagocitosis Pinocitosis Mediada por receptor

3. Transporte a través de la membrana 3.2 Transporte activo En contra de su gradiente de concentración. Gasta ATP. No alcanza el equilibrio (concentraciones iguales). Solamente el transporte activo mediado por carrier o bombas cumple con todas estas características, el transporte mediado por vesículas solo cumple con la característica de utilizar energía (ATP).

3. Transporte a través de la membrana 3.3 Transporte activo Bomba sodio - potasio

E Ejercitación Ejercicio 4 “Guía del alumno” El siguiente gráfico muestra el efecto de un inhibidor de la síntesis de ATP sobre el transporte de sodio (Na): Respecto al gráfico, es correcto inferir que I) el sodio se transporta activamente. II) la inyección extracelular de ATP repone el transporte de sodio. III) la proteína transportadora involucrada utiliza ATP intracelularmente. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo I y III C) Solo III ALTERNATIVA CORRECTA E ASE

3. Transporte a través de la membrana 3.3 Transporte activo 2) Transporte en masa o mediado por vesículas Endocitosis y Exocitosis Endocitosis mediada por receptor Endocitosis: Fagocitosis Endocitosis: Pinocitosis

C Ejercitación Ejercicio 2 “Guía del alumno” Considerando la siguiente secuencia de pasos experimentales: 1. Inhibición de los transportadores de membrana. 2. Inhibición de la formación de ATP. 3. Aumento la concentración extracelular de una sustancia de interés y posterior medición del ingreso de la sustancia. ¿Cuál(es) es(son) necesaria(s) para probar que la sustancia de interés ingresa a la célula por difusión simple? A) Solo 1 D) Solo 2 y 3 B) Solo 2 E) 1, 2 y 3 C) Solo 1 y 3 ALTERNATIVA CORRECTA C Aplicación

Pregunta oficial PSU La figura muestra la concentración intracelular de iones bicarbonato (HCO3–) cuando se modifica la concentración extracelular de iones cloruro (Cl–). De la figura, se infiere correctamente que el A) transporte de HCO3– depende del Cl– extracelular. B) HCO3– es transportado activamente a la célula. C) Cl– difunde libremente hacia la célula. D) Cl– se cotransporta con HCO3–. E) carácter ácido de la célula depende de la concentración de HCO3–. Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Modelo PSU 2015. ALTERNATIVA CORRECTA A ASE

Célula como unidad funcional Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 E Célula como unidad funcional Comprensión 2 C Aplicación 3 Reconocimiento 4 ASE 5 B 6 7 A 8 D 9 10 11 12

Célula como unidad funcional Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 13 A Célula como unidad funcional Reconocimiento 14 C Comprensión 15 B ASE 16 17 E 18 19 D 20 21 22 23 24 25

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

Prepara tu próxima clase En la próxima sesión, estudiaremos Enzimas y metabolismo celular

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