Funciones celulares . . .

• Ingestión (paso de sustancias por la membrana)

• Síntesis de nuevas moléculas de proteína• Metabolismo celular• Secreción y excreción• División de la célula• Movimiento de la célula

Ingestión . . .

• La membrana plasmática regula efectiva-mente lo que entra y sale de la célula.

• Prueba: el citoplasma de la célula tiene una composición química muy diferente al líquido extracelular!

• Existen varios procesos o mecanismos para introducir sustancias al interior de la célula (procesos de ingestión):

• difusión simple y osmosis• difusión facilitada• transporte activo• endocitosis

Ingestión por difusión simple . . .

• Las moléculas de toda sustancia tienen la tendencia de querer separarse en el espacio hasta establecer una concentración uniforme en todo el volumen disponible.

• El proceso de difusión se nota fácilmente en la disolución de moléculas de permanganato de potasio en el agua o de un perfume en el aire.

• La difusión resulta del movimiento de los átomos debido a su contenido de energía.

• En difusión, el movimiento neto de las moléculas es de una región de mayor a una región de menor concentración.

Difusión simple es la tendencia de un movimiento neta de moléculas de un área de mayora una de menor concentración.

Ingestión por difusión simple . . .• Algunos factores que influyen en la velocidad del

proceso de difusión son:• el gradiente de concentraciones (entre mayor y menor)• el peso molecular de las moléculas• la temperatura del sistema• el área de contacto entre las moléculas y el medio de difusión• características del espacio

• El movimiento neto de las moléculas y el proceso de difusión terminan cuando se establece una concentración uniforme de la sustancia en todo el volumen del espacio disponible!

• Algunas sustancias capaces de difusión simple a través de la membrana plasmática son el O2, el CO2 y el alcohol.

• Osmosis es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable, tal como la membrana plasmática de la célula.

Ingestión por difusión simple . . .

• Un caso especial de difusión simple es el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable por un gradiente.

• La célula puede ganar y perder una gran cantidad de agua en poco tiempo.

• Osmosis es difusión del agua, y el agua se mueve de una región de mayor a una de menor concentración de agua!– Una solución hipertónica contiene una mayor

concentración de soluto.– Una solución hipotónica contiene una menor

concentración de soluto.– Soluciones isotónicas contienen la misma

concentración de soluto.

Dibujos de las aquaporinas en las membranas celulares

Ingestión por difusión facilitada . . . • Algunas moléculas, por sus propiedades y

características físico-químicas, no pueden difundir a través de la doble capa de fosfolípidos.

• Para algunas moléculas, existen proteínas intrínsecas (translocasas o permeasas), las cuales “facilitan” moverlas al interior de la célula.

• La proteína portadora tiene un canal interior por medio del cual la sustancia pasa.

• El movimiento de la sustancia siempre es un tipo de difusión y será siempre de una región de mayor a una de menor concentración.

Ilustración del mecanismo de la difusión facilitada.La proteína portadora es específica para el paso

de una molécula particular.

Ingestión por transporte activo . . .

• Los aminoácidos, monosacáridos, varios minerales y algunas otras moléculas importantes son transportadas activamente a través de la membrana plasmática.

• El mecanismo involucra a proteínas portadoras especializadas de la membrana.

• El transporte activo es el único proceso capaz de mover sustancias en contra el gradiente de concentraciones (de menor a mayor concentración; “cuesta arriba”).

• El proceso requiere del gasto de energía (ATP).

Ingestión por transporte activoy la bomba de sodio!

• En su estado natural, una célula contiene poco de sodio (Na+) y una alta concentración de potasio (K+).

• El líquido extracelular contiene abundante sodio y muy poco de potasio.

• Los iones de sodio y potasio pueden difundir a través de las proteínas portadoras de la membrana.

• Existe un mecanismo activo, o bomba, para contrarrestar la cantidad de sodio que siempre entra por difusión y la cantidad de potasio que siempre se pierde por difusión.

• Este mecanismo es denominado “la bomba de sodio”.

• En este caso, tanto el sodio como el potasio son movidos en contra sus gradientes de concentración!

Ilustración del mecanismo de transporte activo. El ejemplo esde la “bomba de sodio”, proceso importante en mantenerun volumen adecuado de agua y minerales en la célula.

Endocitosis

• La membrana celular de muchas células puede encerrar materia externa en una vesícula sin interrumpir la continuidad de su superficie.

• Cuando el material ingerido es una célula entera, o algunos fragmentos de células ya desintegradas, el proceso se denomina fagocitosis (leucocitos eliminando bacterias en una herida).

• Cuando la célula ingiere una cantidad del líquido extracelular, el proceso se denomina pinocitosis (mecanismo importante en la ingestión de proteínas y la vitamina B12).

• El proceso inversa, por el cual sustancias son descargadas de la célula, es la exocitosis.

Un lisosoma uniéndose a una vesícula fagocitótica.

La destrucción enzimática deuna célula bacteriana en elproceso de fagocitosis.

Lisosomas y varios fagosomas o vesículasfagocitóticas conteniendo bacterias enun macrófago de conejillo de indio.

Ingestión: resumen

• La membrana plasmática regula eficientemente lo que entra y sale de la célula.

• Existen varios procesos y mecanismos para mover sustancias específicas a través de la membrana.

• Algunos de los procesos requieren, y otros no, el gasto de energía en su realización.

• Hay momentos cuando existe un gradiente que favorece la difusión de agua a través de la membrana plasmática (osmosis).

• Transporte activo es el único proceso capaz de mover siustancias en contra del gradiente, pero requiere gasto de energía en su realización!