Transporte celular
| ||||||
El Transporte celular es el intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana plasmática o el movimiento de moléculas dentro de la célula.
Sumario
Transporte celular
El proceso de transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes, gracias a la capacidad de la membrana celular de permitir el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeño tamaño son:
Transporte Activo
En la mayor parte de los casos este transporte activo se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP hidrolasas de membrana. El transporte activo varía la concentración intracelular y ello da lugar un nuevo movimiento osmótico de rebalanceo por hidratación. Los sistemas de transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios naturales la mayoría de los procariotas se encuentran de forma permanente o transitoria con una baja concentración de nutrientes. Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el sustrato con gran afinidad, experimentan un cambio conformacional dependiente de energía que les hace perder dicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior celular. El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o en contra un gradiente eléctrico de presión (gradiente electroquímico), es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP (Adenosin Tri Fosfato) para formar ADP (dos Fosfatos) o AMP (un Fosfato) con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía. Comúnmente se observan tres tipos de transportadores: Uniportadores: son proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a través de la membrana. Antiportadores: incluyen proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto. Simportadores: son proteínas que transportan una sustancia junto con otra, frecuentemente un protón (H+).
Como ejemplo de transporte activo, en la célula existe un mecanismo conocido como bomba de Na+ -K+ que mantiene las concentraciones adecuadas de sodio y potasio en la célula, en contra de su gradiente de concentración y/o eléctrico. Este mecanismo de transporte es muy importante para el correcto funcionamiento celular, ya que permite regular las concentraciones de iones ne la célula, la carga eléctrica y el mantenimiento del potencial de la membrana, entre otros aspectos.
Exocitosis
La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido. La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de excreción como en la función endocrina. También interviene la exocitosis en la secreción de un neurotransmisor a la brecha sináptica, para posibilitar la propagación del impulso nervioso entre neuronas. La secreción química desencadena una despolarización del potencial de membrana, desde el axón de la célula emisora hacia la dendrita (u otra parte) de la célula receptora. Este neurotransmisor será luego recuperado por endocitosis para ser reutilizado. Sin este proceso, se produciría un fracaso en la transmisión del impulso nervioso entre neuronas. este proceso, hace parte de la formacion de Estalagmitas
Endocitosis
La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes o partículas, englobándolas en una invaginación de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma. Esta vesícula, llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizará la digestión del contenido vesicular. Existen dos procesos:
Pinocitosis
La pinocitosis (del griego pinein, beber)es un proceso que consiste en la incorporación de proteínas y otras sustancias solubles en vesículas con un alto contenido de agua.
Fagocitosis
Es el mecanismo de endocitosis que se produce cuando se engloban sustancias de tamaño relativamente grandes como bacterias, polvo atmosférico, partículas virales y cuerpos extraños. Además constituye un mecanismo de defensa cuando es desarrollada por los leucocitos de la sangre, o una forma de nutrición, como en el caso de algunos protistas.
Transcitosis
Es el transporte de cargas (macromoléculas, inmunoglobulinas, vitaminas, iones, etcétera) incorporadas en vesículas entre dos zonas de la membrana plasmática situadas en distintos lados de la célula.
Endocitosis mediada por receptor o ligando
Es de tipo especifica, captura macromoleculas especificas del ambiente, fijándose a través de proteínas ubicadas en las membrana plasmatica (especificas). Una vez que se unen a dicho receptor, forman las vesiculas y las transportan al interior de la célula. La endocitosis mediada por receptor resulta ser un proceso rápido y eficiente.
Transporte pasivo
Se define como el movimiento libre de moléculas a través de la membrana a favor de un gradiente de concentración. Este transporte se produce por difusión pasiva y se produce de dos maneras:
- Por disolución en la capa lipídica (sustancias liposolubles).
- Por los poros polares de la membrana (sustancias hidrosolubles).
Ósmosis
La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde un punto en que hay menor concentración a uno de mayor para igualar concentraciones. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la osmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras la ósmosis u osmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.
Ósmosis en una célula animal
En un medio isotónico, hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua. En un medio hipotónico, la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis. En un medio hipertónico, la célula arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación.
Ósmosis en una célula vegetal En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico. En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia. Turgencia: Fenómeno que se da en las celulas vegetales, en la cuál aumenta el agua en la vacuola, aumenta el volumen de la célula y la pared va a dar contención impidiendo que la célula se rompa. En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis Plasmólisis: Se libera agua, disminuye el agua en la vacuola y disminuye el volumen celular. Se separa la Membrana Plasmática de la pared celular.
Transporte pasivo facilitado
Es aquel que requiere de proteínas transportadoras que se encuentran embebidas en la bicapa lipídica y se produce cuando las moléculas o iones pequeños se mueven a favor de su gradiente de concentración, sin gastos de energía metabólica y no requiere de la enzima trifosfato de adenosina. Ejemplo: la glucosa y los aminoácidos entran en la célula por esta vía.
Curiosidades
- La ovavaína y la digoxina tienen considerables aplicaciones clínicas en el tratamiento de la insuficiencia cardíaca. El principal efecto farmacológico de estas sustancias es aumentar la concentración de iones de sodio (Na+) en las células cardíacas por la inhibición de la bomba Na+ -K+. Esto provoca que el nivel intracelular de los iones Ca2+ se eleve en estas células y, como consecuencia, se produzca una concentración mayor y más frecuente del músculo cardíaco.
- Los defectos en la endocitosis de lipoproteínas, traen como resultado un aumento del colesterol en la sangre y enfermedades en la arteria coronaria.
Fuentes
- Biología 4. Libro de texto 10mo grado. Editorial Pueblo y Educación.
- Software Educativo ADN. Colección Futuro
- Wikipedia.
