TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVES DE MEMBRANAS

Presentación del tema: "TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVES DE MEMBRANAS"— Transcripción de la presentación:

1 TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVES DE MEMBRANAS
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVRADO DECANATO DE AGRONOMIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BILOGICAS FISIOLOGÌA VEGETAL TEMA 6 TRANSPORTE DE SOLUTOS A TRAVES DE MEMBRANAS

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3 Los iones llegan a las raíces por tres vías:
Flujo de masa Difusión hacia las raíces Crecimiento de las raíces hacia los iones

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5 En los tejidos:

6 El transporte celular depende de la permeabilidad selectiva de las membranas
Esto permite controlar el movimiento de solutos entre las célula y el medio externo

7 Difusión a través de membranas
Las biomembranas pueden ser barreras para la difusión de ciertos solutos Cuando las sustancias son permeables, el movimiento neto ocurre hasta que la concentración del elemento es igual en ambos lados y se alcanza el equilibrio Cuando las sustancias son impermeables, permanecen en lugares separados y es necesaria la ayuda de un transportador para facilitar su paso a través de las membranas

8 Conformación estructural de las biomembranas celulares
Lado externo de la célula Lado interno de la célula Proteína periferica de membrana Proteína integral de membrana Proteína periferica de membrana

9 Selectivamente permeable
El carácter lipídico de las biomembranas, las hacen impermeables a los solutos o iones cargados, mientras que los solutos no polares las atraviesan fácilmente. La capacidad de las biomembranas para permitir y regular el transporte de solutos depende, principalmente, de su composición química y estructura molecular.

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11 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS (inmersas en las biomembranas)
1. Canales iónicos Funcionan como poros selectivos. Disponen de mecanismos de apertura y cierre, sensibles a cambios del potencial de membrana, luz, hormonas, etc. Específicos para ciertos iones como K+, y Ca+, también para agua (acuaporinas) y posiblemente para algunos iones orgánicos.

12 Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002
Canales proteínicos Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

13 Canales proteínicos Acuaporinas
Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

14 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
2. Portadores o transportadores Se enlazan o unen con un soluto en particular, lo cual induce un cambio conformacional en el trasportador proteínico, permitiendo la liberación del soluto del otro lado de la membrana. Una vez el proceso se ha completado la proteína revierte a su condición original

15 Portadores o transportadores
Poseen un sitio activo Ocurren cambios conformacionales Generalmente transporta moléculas polares (azucares) y aminoácidos Transporte pasivo y activo Proteína transportadora Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

16 PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
3. Bombas electrogénicas (ATP asas) Emplean la energía que se produce a partir de la hidrólisis del ATP, para establecer un gradiente de protones a lo largo de la membrana Contribuyen directamente a crear una diferencia de electropoténciales Se han descrito bombas para H+, Ca2+ y Na+

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18 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DEL TRANSPORTE
TRANSPORTE PASIVO  Se realiza a favor de un gradiente de concentración o electroquímico Proceso físico que ocurre espontáneamente No requiere del aporte de energía metabólica Puede estar mediado o no por proteínas transportadoras Es bidireccional

19 Transporte Pasivo Tipos: Difusión simple
Difusión facilitada (canales y/o portadores) Osmosis Flujo masal (corriente transpiratoria)

20 Transporte Pasivo Difusión
Movimientos al azar Estado de equilibrio De mayor a menor concentración En cortas distancias es casi instantánea Su efectividad disminuye drásticamente con las distancias

21 Difusión Simple Las moléculas pequeñas (CO2, O2 difunden fácilmente a través de las membranas A menor solubilidad menor velocidad de difusión

22 Factores que afectan la tasa de difusión
Diámetro de la molécula o ion Temperatura de la solución Carga eléctrica Gradiente de concentración

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24 Difusión Facilitada Moléculas cargadas o polares no pasan fácilmente a través de las membranas Capas de hidratación (puentes de hidrogeno) El interior de la membrana es hidrofobica Se requiere de transportadores proteínicos El proceso se denomina difusión facilitada

25 Difusión Facilitada

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28 Osmosis Difusión de agua a través de membranas
Las moléculas de agua pasan a través de las membranas por osmosis La osmosis es u proceso pasivo que no requiere de energía metabólica Depende del número de partículas presentes

29 (poro selectivo para el transporte de agua)
Difusión Simple y Facilitada Exterior de la célula moléculas de agua ACUAPORINA (poro selectivo para el transporte de agua) Membrana plasmática CITOPLASMA Interior de la célula Ing° María Elena Arboleda Fisiología Vegetal Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

30 TRANSPORTE ACTIVO

31 CARACTERÍSTICAS DE TRANSPORTE
TRANSPORTE ACTIVO Se realiza en contra de un gradiente de concentración o electroquímico Proceso que no ocurre espontáneamente Acoplado a una fuente de energía metabólica Siempre está mediado por proteínas transportadoras  Es Unidireccional Permite la acumulación de solutos aun cuando la concentración externa sea muy baja

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33 Transporte Activo Primario
( en contra del gradiente electroquímico) Gradiente de potencial electroquímico Requiere del aporte directo de energía metabólica (hidrólisis del ATP) Sólo transporta cationes Genera el potencial electroquímico necesario tanto para el transporte pasivo como para el transporte activo de iones Bomba (ATP-asa) alto Energía

34 Transporte activo Primario u Uniporte: los transportadores movilizan un solo soluto en una dirección Bombas electrogénicas Ej: ATPasas

35 transporte activo secundario: ocurre debido al gradiente electroquímico establecido por el transporte activo primario

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37 Transporte activo secundario
1. Cotransporte, simporte, symport : Los transportadores movilizan dos solutos diferentes en una misma dirección

38 Transporte activo secundario
2. Contratansporte, antiporte, antyport: los transportadores movilizan dos solutos diferentes en direcciones contrarias

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41 Transporte de solutos a través de membranas
Transporte pasivo Difusión simple Difusión facilitada Osmosis Flujo masal Transporte activo T.A. primario (uniport) T.A. secundario

42 Tema 6.- Absorción y transporte de solutos
Ing° María Elena Arboleda Fisiología Vegetal Molécula a transportar Bomba (ATP-asa) Proteína transportadora Canal proteínico alto Energía bajo Gradiente de potencial electroquímico Difusión simple Difusión facilitada Transporte Pasivo (en dirección al gradiente electroquímico) Transporte Activo ( en contra del gradiente electroquímico) Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

43 Tema 6.- Absorción y transporte de solutos
Exterior de la célula alto bajo alto bajo Gradiente de potencial electroquímico para el sustrato A Gradiente de potencial electroquímico para el sustrato B CITOPLASMA Fuente: Adaptado y modificado de Taiz y Zeiger,2002

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45 Transporte activo primario:
Ej de Transporte de nutrientes Transporte Pasivo: Canales de K+, Cl-, y Ca+ y agua (depende de la polarización de la membrana por las ATPasas). Transporte activo primario: Exclusión de iones H+ por las ATPasas de membrana y utilización de energía metabólica (ATP). Transporte activo secundario Los principales nutrientes se incorporan por cotransporte con proteínas transportadoras: NO3-, NH4+, H2PO4– , SO42, Cl-, K+, glucosa, aas, sac. Antiporte: proceso de exclusión del Na+