Mecanismos de Transporte Celular

Mecanismos Generales de Transporte Celular

• Las membranas celulares actúan como barreras selectivas, separando compartimientos y formando una capa doble de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos.
• Los fosfolípidos, compuestos por glicerol, ácidos grasos y fosfato, crean una barrera hidrofóbica.
• Las proteínas facilitan el paso de moléculas hidrofílicas, desempeñando funciones específicas (bombas, canales, receptores, etc.) y pueden ser periféricas (superficiales) o integrales (atraviesan la membrana).
• Los carbohidratos (glicoproteínas y glucolípidos) participan en la adhesión y comunicación intercelular.
• El colesterol regula la fluidez de la membrana.
• La célula mantiene un ambiente estable (homeostasis) mediante el transporte selectivo de materiales.
• Las membranas celulares son selectivamente permeables, permitiendo el paso de ciertas moléculas, átomos o iones.
• La polaridad de las moléculas afecta su paso a través de la membrana. Las no polares atraviesan la capa de lípidos, mientras que las polares y las de mayor tamaño necesitan proteínas transportadoras.
• El movimiento de las moléculas se rige por el gradiente de concentración, desde mayor a menor concentración (difusión), un proceso pasivo que no requiere energía.
• El transporte activo, en contra del gradiente de concentración, requiere energía (ATP).
• El agua, como solvente, es crucial para el funcionamiento celular.
• La ósmosis es el movimiento del agua a través de una membrana selectivamente permeable, de áreas de mayor a menor concentración de agua.
• Una solución hipotónica tiene menor concentración de solutos que la célula, provocando entrada de agua y expansión celular.
• Una solución hipertónica tiene mayor concentración de solutos que la célula, lo que conlleva pérdida de agua y contracción celular.
• Soluciones isotónicas poseen concentraciones de solutos iguales a la célula, manteniendo un equilibrio.
• Las células vegetales, al llenarse de agua, generan presión de turgencia manteniendo la firmeza (túrgidas). La plasmólisis es la separación de la membrana celular de la pared celular en soluciones hipertónicas, pudiendo ser letal para la célula.
• Las células animales funcionan óptimamente en soluciones isotónicas.

Experimentos

• Efecto de la Temperatura: El experimento con remolacha y diferentes temperaturas determinó que la intensidad del color extraído del pigmento está directamente relacionado con la temperatura. Temperaturas altas rompieron membranas celulares liberando más pigmento, mientras que bajas ralentizan o inhiben las acciones.
• Efecto de Solventes: El experimento con remolacha y metanol/acetona reveló que concentraciones de estos solventes afectan la membrana celular. La intensidad del color extraído de las soluciones aumentó conforme aumentó la concentración, ya que los solventes solubles de las membranas, como el metanol y la acetona, provocaron mayor ruptura de éstas, permitiendo una mayor liberación de pigmento.
• Difusión de Moléculas de Agua: El movimiento browniano (movimiento aleatorio) de las moléculas se vio afectado por la temperatura, siendo más rápido a mayor temperatura.
• Difusión a través de una Membrana Selectivamente Permeable: Las membranas de diálisis, con sus poros específicos, impidieron el paso de ciertas moléculas (como la glucosa y el almidón), lo que se verificó mediante pruebas de yodo y Benedict, determinando la permeabilidad selectiva de las membranas y el tipo de moléculas que atraviesan.
• Osmosis en células animales y vegetales: Experimentos con eritrocitos (células rojas de la sangre) y hojas de Elodea en soluciones de diferentes concentraciones de sacarosa mostraron el comportamiento de las células bajo condiciones hipotónicas, hipertónicas e isotónicas. Se observaron hemólisis (ruptura de eritrocitos) en soluciones hipotónicas, y crenación (encogimiento) en soluciones hipertónicas. En las células vegetales, se observó plasmólisis y turgencia como respuesta a las diversas concentraciones. Se observó también que la turgencia era favorecida por las soluciones hipotónicas y que la plasmólisis ocurre con las hipertónicas.

Términos Clave

• Difusión: Movimiento de moléculas de un área de alta a baja concentración.
• Ósmosis: Difusión de agua a través de una membrana selectivamente permeable.
• Hipotónico: Concentración de solutos menor que la célula.
• Isotónico: Concentración de solutos igual a la célula.
• Hipertónico: Concentración de solutos mayor que la célula.
• Turgencia: Presión de agua dentro de la célula contra la pared celular (células vegetales).
• Lisis: Ruptura de la célula.
• Transporte activo: Movimiento de moléculas en contra del gradiente de concentración, requiere energía.
• Transporte pasivo: Movimiento de moléculas a favor del gradiente de concentración, no requiere energía.
• Citosol: Contenido acuoso del citoplasma.
• Membrana semipermeable: Membrana que permite el paso de ciertas sustancias.
• Membrana selectivamente permeable: Permite el paso selectivo de ciertas sustancias.