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El tresporte celular ye l'intercambiu de sustances al traviés de la membrana plasmática, que ye una membrana semipermeable.[1]

El tresporte ye bien importante pa la célula porque-y dexa espulsar del so interior les refugayes del metabolismu, tamién el movimientu de sustances que sintetiza como hormones. Amás ye la forma en qu'adquier nutrientes por aciu procesos d'incorporación a la célula de nutrientes disueltos na agua. Les víes de tresporte al traviés de la membrana celular y los mecanismos básicos pa les molécules de pequeños tamaños son:

Tresporte pasivuEditar

Artículu principal: Tresporte pasivu

El tresporte pasivu dexa'l pasu molecular al traviés de la membrana plasmática a favor del gradiente de concentración o de carga llétrica ye'l tresporte de mayor concentración a menor concentración.[2] El tresporte de sustances realizar por aciu la bicapa lipídica o les canales ióniques, ya inclusive per mediu de proteínes integrales. Hai cuatro mecanismo de tresporte pasivu:[3]

  1. Ósmosis: tresporte de molécules d'agua al traviés de la membrana plasmática mediáu por proteínes específiques –acuaporinas– y a favor del so gradiente de concentración.
  2. Espardimientu simple: pasu de sustances al traviés de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, l'alcohol y otres molécules non polares.
  3. Espardimientu facilitáu: tresporte celular onde ye necesaria la presencia d'un carrier o tresportador (proteína integral) por que les sustances traviesen la membrana. Asocede porque les molécules son más grandes o insolubles en lípidos y precisen ser tresportaes con ayuda de proteínes de la membrana.
  4. Ultrafiltración o Diálisis: Nesti procesu de tresporte pasivu, l'agua y dellos solutos pasen al traviés d'una membrana por efeutu d'una presión hidrostática. El movimientu ye siempres dende la área de mayor presión al de menos presión. La ultrafiltración tien llugar nel cuerpu humanu nos reñones y ye debida a la presión arterial xenerada pol corazón. Esta presión fai que l'agua y delles molécules pequeñes (como la urea, la creatinina, sales, etc.) pasen al traviés de les membranes de los capilares microscópicos de los glomérulos pa ser esaniciaes na orina. Les proteínes y grandes molécules como hormones, vitamines, etc., nun pasen al traviés de les membranes de los capilares y son reteníes n'el sangre.

ÓsmosisEditar

Artículu principal: Ósmosis

La ósmosis ye un tipu de tresporte pasivu nel cual solo les molécules d'agua son tresportaes al traviés de la membrana. El movimientu realízase a favor del gradiente, esto ye dende'l mediu de mayor concentración d'agua (menor concentración de soluto) escontra al de menor concentración d'agua (mayor concentración de soluto y solvente), con ello dexa permediar les concentraciones del soluto de los medios separaos pola membrana celular. La función de la ósmosis ye caltener hidratada a la célula, dichu procesu nun riquir del gastu d'enerxía (ATP).[3]

El fenómenu de la ósmosis puede reparase nes célules, tanto animales como vexetales, cuando son sometíes a distintos tipos de soluciones, o medios:

Ósmosis nuna célula animalEditar

 
Comportamientu de célula animal ante distintu presiones osmóticas
  • Nun mediu isotónico, tantu la entrada como salida d'agua ye constante, esto ye, esiste un equilibriu dinámicu.
  • Nun mediu hipotónico, sume l'equilibriu dinámicu por tantu la entrada d'agua ye cimera a la salida, arriendes d'ello, la célula absuerbe l'agua hasta españar, fenómenu conocíu como citólisis.
  • Nun mediu hipertónico, al contrariu la salida d'agua ye cimera a la entrada d'agua por tantu la célula se deshidrata perdiendo'l so conteníu hasta engurriase y morrer, esti fenómenu ye conocíu como crenación.[4]

Ósmosis nuna célula vexetalEditar

 
Comportamientu de célula vexetal ante distintu presiones osmóticas
  • Nun mediu hipertónico, la célula esanicia agua y el volume de la vacuola mengua, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la paré celular, asocediendo la plasmólisis[5]
  • Nun mediu isotónico, esiste un equilibriu dinámicu.
  • Nun mediu hipotónico, la célula toma agua y les sos vacuolas enllénense aumentando la presión de turgencia, dando llugar a la turgencia.

Espardimientu Simple y FacilitáuEditar

Delles molécules son demasiáu grandes como pa espublizar al traviés de les canales de la membrana y demasiáu hidrofílicos pa poder espublizar al traviés de la capa de fosfolípidos y hopanoides. Tal ye'l casu de la fructuosa y dellos otros monosacáridos.

Estes sustances, pueden cruciar la membrana plasmática por aciu el procesu d'espardimientu facilitáu, cola ayuda d'una proteína tresportador.[6]Nel primer pasu, la glucosa xunir a la proteína tresportador, y esta camuda de forma, dexando'l pasu del azucre. Asina la glucosa llega a la citoplasma, una quinasa (enzima qu'añede un grupu fosfatu a un azucre) tresforma la glucosa en glucosa-6-fosfatu. D'esta forma, les concentraciones de glucosa nel interior de la célula son siempres bien baxes, y el gradiente de concentración esterior ya interior favorez l'espardimientu de la glucosa.

L'espardimientu facilitáu ye muncho más rápida que l'espardimientu simple y depende:

  • Del gradiente de concentración de la sustanza a entrambos llaos de la membrana.
  • Del númberu de proteínes tresportadores esistentes na membrana.
  • De la rapidez con qu'estes proteínes faen el so trabayu.

Espardimientu: la fuercia impulsora ye l'aumentu d'entropía pol aumentu de concentración a un llau de la membrana. Tanto l'espardimientu facilitáu como'l tresporte activu prodúcense al traviés de proteínes integrales de membrana

Tresporte activuEditar

El tresporte activu ye un mecanismu celular per mediu del cual delles molécules traviesen la membrana plasmática contra un gradiente de concentración, esto ye, dende una zona de baxa concentración a otra d'alta concentración col consecuente gastu d'enerxía (llamaos biotreserineos).[7]Los exemplos típicos son la bomba de sodiu-potasiu, la bomba de calciu o a cencielles el tresporte de glucosa.

Na mayor parte de los casos esti tresporte activu realízase por cuenta d'un gradiente de H+ (potencial electro-químicu de protones) primeramente creáu a entrambos llaos de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP por aciu ATP hidrolasas de membrana. El tresporte activu varia la concentración intracelular y ello da llugar un nuevu movimientu osmótico de re-bancio por hidratación. Los sistemes de tresporte activu son los más abondosos ente les bacteries, y escoyéronse evolutivamente por cuenta de qu'en los sos medios naturales la mayoría de los procariontes atopar de forma permanente o transitoria con una baxa concentración de nutrientes.

Los sistemes de tresporte activu tán basaos en permeasas específiques y inducibles. La manera en que s'acopla la enerxía metabólica col tresporte del soluto entá nun ta resueltu, pero polo xeneral remanar la hipótesis de que les permeasas, una vegada captáu'l sustrato con gran afinidá, esperimenten un cambéu transformacional dependiente d'enerxía que-yos fai perder dicha afinidá, lo que supón la lliberación de la sustanza al interior celular.

El tresporte activu de molécules al traviés de la membrana celular realizar en direición ascendente o en contra d'un gradiente de concentración (Gradiente químicu) o en contra un gradiente llétricu de presión (gradiente electro-químicu), esto ye, ye'l pasu de sustances dende un mediu pocu concentráu a un mediu bien concentráu. Pa mover estes sustances contra corriente ye necesariu l'apurra d'enerxía procedente del ATP. Les proteínes portadores del tresporte activu tienen actividá ATPasa, que significa que pueden biforcar el ATP (Adenosin Tri Fosfatu) pa formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un Fosfatu) con lliberación d'enerxía d'enllazar fosfatu d'alta enerxía. Comúnmente reparar tres tipos de tresportadores:

  • Uniportadores: son proteínes que tresporten una molécula nun solu sentíu al traviés de la membrana.
  • Antiportadores: inclúin proteínes que tresporten una sustanza nun sentíu ente que simultáneamente tresporten otra en sentíu opuestu.
  • Simportadores: son proteínes que tresporten una sustanza xunto con otra, frecuentemente un protón (H+).

Tresporte activu primariu: Bomba de sodiu y potasiu o Bomba Na+/K+Editar

Artículu principal: Bomba sodio-potasiu

Atopar en toles célules del organismu, en cada ciclu consume una molécula de ATP y ye la encargada de tresportar dos iones de potasiu que llogren ingresar a la célula, coles mesmes bombia tres iones de sodiu dende l'interior escontra l'esterior de la célula (exoplasma), yá que químicamente tantu'l sodiu como'l potasiu tienen cargues positives.[7]La resultancia ye ingresu de dos iones de potasiu (ingresu de dos cargues positives) y regresu de tres iones de sodiu (regresu de trés cargues positives), esto da como resultáu una perda de la electropositividad interna de la célula, lo que convierte al so mediu internu nun mediu "electronegativo con respectu al mediu extra celular". En casu particular de les neurones n'estáu de reposu esta diferencia de cargues a entrambos llaos de la membrana llámase potencial de membrana o de reposu-fuelgo. Participa viviegamente nel impulsu nerviosu, yá que al traviés d'ella vuélvese al estáu de reposu.

Tresporte activu secundariu o cotransporteEditar

Ye'l tresporte de sustances que de normal nun traviesen la membrana celular tales como los aminoácidos y la glucosa, que la so enerxía riquida pal tresporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodiu de la membrana celular (como'l gradiente producíu pol sistema glucosa/sodio del intestín delgáu).

  • Intercambiador calciu-sodiu: Ye una proteína de la membrana celular de toles célules eucariotes. La so función consiste en tresportar calciu iónicu (Ca2+) escontra l'esterior de la célula emplegando pa ello'l gradiente de sodiu; la so finalidá ye caltener la baxa concentración de Ca2+ nel citoplasma que ye unes diez mil vegaes menor que nel mediu esternu. Por cada catión Ca2+ espulsáu pol intercambiador al mediu estracelular enfusen trés cationes Na+ al interior celular.[8] Sábese que les variaciones na concentración intracelular del Ca2+ (segundu mensaxeru) prodúcense como respuesta a diversos estímulos y tán arreyaes en procesos como la contraición muscular, la espresión xenética, la diferenciación celular, la secreción, y delles funciones de les neuronas. Dada la variedá de procesos metabólicos regulaos pol Ca2+, un aumentu de la concentración de Ca2+ na citoplasma puede provocar un funcionamientu anormal de los mesmos. Si l'aumentu de la concentración de Ca2+ na fase aguacienta de la citoplasma averar a un décimu de la del mediu esternu, el trestornu metabólicu producíu conduz a la muerte celular. El calciu ye'l mineral más abondosu del organismu, amás de cumplir múltiples funciones.[9]

Tresporte en masaEditar

Les macromoléculas o partícules grandes introdúcense o espulsen de la célula por dos mecanismos:

EndocitosisEditar

Artículu principal: Endocitosis

La endocitosis ye'l procesu celular, pol que la célula mueve escontra la so interior molécules grandes o partícules, esti procesu puede dase por evaginación, invaginación o por aciu de receptores al traviés de la so membrana citoplasmática, formando una vesícula que depués s'esprende de la membrana celular ya incorpórase a la citoplasma. Esta vesícula, llamada endosoma, depués fúndese con un lisosoma que va realizar la dixestión del conteníu celular.

Esisten tres proceso:

  • Pinocitosis: consiste na ingestión de líquidos y solutos por aciu pequeñes visícules.
  • Fagocitosis: consiste na ingestión de grandes partícules que se engloban en grandes visícules (fagosomas) que s'esprenden de la membrana celular.
  • Endocitosis mediada por receptor o amestando: ye de tipu específica, captura macromoléculas específiques del ambiente, afitándose al traviés de proteínes allugaes na membrana plasmática (específiques).

Una vegada que se xunen a dichu receptor, formen les visícules y tresportar al interior de la célula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un procesu rápido y eficiente.

ExocitosisEditar

Artículu principal: Exocitosis

Ye la espulsión o secreción de sustances como la insulina al traviés de la fusión de visícules cola membrana celular.

La exocitosis ye'l procesu celular pol cual les visícules asitiaes na citoplasma fundir cola membrana citoplasmática, lliberando'l so conteníu.[10]

La exocitosis reparar en bien diverses célules secretores, tantu na función d'escreción como na función endocrina.

Tamién intervien la exocitosis encargada de la secreción d'un neurotransmisor a la fienda sináptica, pa faer posible l'espardimientu del impulsu nerviosu ente neurones. La secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, dende'l axón de la célula emisora escontra la dendrita (o otra parte) de la célula receptora. Esti neurotransmisor va ser depués recuperáu por endocitosis pa ser reutilizáu. Ensin esti procesu, produciríase un fracasu na tresmisión del impulsu nerviosu ente neurones. Ye'l procesu por aciu el cual tresporta molécules de gran tamañu dende'l so interior esterior. Estes molécules atópense dientro de visícules intracelulares les cualos muévense hasta la membrana celular, fundir con esta y lliberen el so conteníu nel fluyíu circundante.

Ver tamiénEditar

ReferenciesEditar

  1. Biología 1 (n'es). Editorial Progresu. ISBN 9789706414878.
  2. Audesirk. Biología: la vida na tierra (n'es). Pearson Educación. ISBN 9789702603702.
  3. 3,0 3,1 Thibodeau, Gary A.. Estructura y función del cuerpu humanu (n'es). Elsevier España. ISBN 9788480863551.
  4. Sadava. Vida / Life: La ciencia de la biologia / The Science of Biology (n'es). Ed. Médica Panamericana. ISBN 9789500682695.
  5. Fuertes. Biologia i (n'es). Pearson Educación. ISBN 9789702605096.
  6. Stanier, Roger Y.. Microbiología (n'es). Reverte. ISBN 9788429118681.
  7. 7,0 7,1 Sadava. Vida / Life: La ciencia de la biologia / The Science of Biology (n'es). Ed. Médica Panamericana. ISBN 9789500682695.
  8. Yu, SP; Choi, DW. «Na+–Ca2+ exchange currents in cortical neurons: concomitant forward and reverse operation and effect of glutamate». European Journal of Neuroscience 9 (6). doi:10.1111/j.1460-9568.1997.tb01482.x. PMID 9215711. 
  9. Mathews, C. K.; Van Holde, K. Y. y Ahern, K. G. (2003). Bioquímica, 3. ISBN 84-7892-053-2.
  10. Silverthorn, Dee Unglaub. Fisiología Humana. Un enfoque integráu 4a edición (n'es). Ed. Médica Panamericana. ISBN 9789500619820.

Plantía:EL Tresporte celular

Enllaces esternosEditar