miércoles, 29 de abril de 2009

Transporte Activo

El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas atraviesan la membrana celular contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía. Los ejemplos típicos son la bomba de sodio-potasio, la bomba de calcio o simplemente el transporte de glucosa.
¿Cómo pasa la membrana a las macromoléculas como proteínas, virus, ácido nucleico, bacterias, etcétera? Este mecanismo de transporte se denomina transporte en masa. Las macromoléculas se engloban en una vesícula que entra en la célula sin atravesar la membrana. Este sistema se llama endocitosis. Si la membrana sufre una invaginación que envuelve a la macromolécula y la introduce en la célula, hablamos de pinocitosis.


PINOCITOSIS

Si la célula repliega su membrana para englobar a la macromolécula, entonces el mecanismo se denomina fagocitosis .

Fagocitosis

El proceso inverso también existe. Se envuelve la macromolécula, se aproxima a la membrana celular, y luego de fusionarse la envoltura con la membrana celular, la macromolécula es expulsada de la célula. Este proceso se denomina exocitosis.
En la sangre circulan hormonas que llegan a la sangre por exocitosis igual que los anticuerpos y los lípidos que circulan también. Tanto para la endocitosis como para la exocitosis, se gasta energía, porque hay movimiento de moléculas






Transporte de sustancias a través de las membranas celulares

El transporte celular es un mecanismo mediante el cual entran sustancias que la célula necesita y salen de ella las sustancias de desecho y también productos útiles. Existen dos tipos de transporte: pasivo y activo

El transporte pasivo es el que se lleva a cabo sin gasto de energía por parte de la célula, como la difusión simple (únicamente de gases), la difusión facilitada y la ósmosis; todos ellos a favor de un gradiente de concentración.

El transporte activo es el que necesita energía celular para llevarse a cabo, pues es en contra de un gradiente de concentración.
Transporte PASIVO
La difusión es el paso de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a otra de menor concentración, es decir, a favor de un gradiente de concentración. Un gradiente es la medida de la diferencia de concentraciones de una sustancia dada en dos regiones diferentes. En la difusión las moléculas se seguirán moviendo hasta que se alcance un equilibrio dinámico.
En la difusión facilitada el transporte de iones y moléculas se lleva a cabo por proteínas de membranas transportadoras. Puede ocurrir a favor de un gradiente de concentración que no requiere de gasto o con gasto de energía. La ósmosis es el paso del agua a través de una membrana semipermeable de una región de mayor concentración de agua (solución hipotónica) a otra de menor concentración de agua (solución hipertónica); es decir, es la difusión del agua. En las células vivas el agua entra y sale por ósmosis. Una célula mantiene su forma cuando la concentración interior es igual a la concentración exterior de la célula (isotónica)

MEMBRANA CELULAR

En la década de 1950 se observaron por primera vez al microscopio electrónico las membranas celulares. Químicamente están constituidas por una doble capa de lípidos, carbohidratos y proteínas. Para explicar su estructura, los biólogos S.J. Singer y G.L. Nicholson, en 1972, elaboraron un modelo llamado mosaico fluido, en el cual la doble capa de fosfolípidos constituía el armazón fluido y viscoso para el mosaico donde se deslizan las distintas proteínas lentamente dentro de la bicapa.
Lo importante de este modelo es que denota la calidad dinámica de la membrana celular.

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática“ también llamada membrana celular.
La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.
En la composición química de la membrana forman parte:
• lípidos 40%
• proteínas 50%
• carbohidratos 10%
Los lípidos forman una doble capa, contienen fósforo (y nitrógeno) por lo que son llamados “fosfolípidos”.
Las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre los fosfolípidos.
Todas las células vivas están rodeadas por agua; el citoplasma celular casi en su mayor parte está formado por agua. Las membranas plasmáticas, por lo tanto, separan a un citoplasma acuoso de un medio externo acuoso. Bajo tales condiciones, los fosfolípidos se ordenan espontáneamente en doble capa llamada bicapa fosfolipídica.
La bicapa fosfolipídica de las membranas también contiene colesterol, el cual afecta de diversas formas la estructura de la membrana y su función. Hace que la bicapa sea más fuerte y flexible, pero menos fluida y permeable a sustancias solubles en el agua como los iones o los monosacáridos.
La membrana plasmática realiza las siguientes funciones:
1) Aísla al citoplasma del medio externo.
2) Regula el flujo de materiales entre el citoplasma y su medio (adquisición de nutrientes y eliminación de desechos).
3) Permite la interacción con otras células.
4) Identifica a las células como pertenecientes a una especie y como miembros particulares de estas especies.

ESTRUCTURA Y FISIOLOGÍA CELULAR

Entre las propiedades que comparten las células y que a la vez pueden considerarse como propiedades de los seres vivos, se encuentra su complejidad, el intercambio de materia, la energía con el medio, el mantenimiento de su medio interno, la capacidad de autorregularse, el que tienen ácido desoxirribonucleico (ADN) necesario para la reproducción, el crecimiento y el desarrollo, así como la especialización celular y la capacidad de responder a estímulos.
Las células son entidades complejas y organizadas en términos de orden y regularidad. Esta estructura está basada en moléculas orgánicas e inorgánicas.
La complejidad de la vida va desde las partículas subatómicas y los átomos; la organización de estos átomos en moléculas de pequeño y gran tamaño como agua, proteínas y ácidos nucleicos a su vez se organizan en estructuras subcelulares que constituyen las células.
Las células intercambian materia y energía con el medio, esto se refiere a que las células incorporan nutrientes para transformarlos a partir de una serie de reacciones químicas que realizan el metabolismo y con ello obtienen la energía útil a la célula para realizar todas sus actividades, como el movimiento, la reproducción, el crecimiento, etc. Esta energía se encuentra almacenada en una molécula altamente energética denominada ATP (adenosíntrifosfato), la cual pertenece al grupo bioquímico de los nucleótidos.
Todos los seres vivos se alimentan, esto es, toman del medio las sustancias necesarias para obtener energía. Los autótrofos transforman la energía solar en energía química; en cambio, los heterótrofos tienen que transformar los alimentos en otros más sencillos y a partir de éstos sus células se encargan de sintetizar otros compuestos más complejos que utilizan para reparar tejidos y llevar a cabo todas sus actividades. Toda esta serie de reacciones que se realizan en el interior de la célula en conjunto se llama metabolismo. Éste consta de dos fases: una fase de degradación de moléculas grandes en moléculas pequeñas llamada catabolismo y una fase de síntesis de moléculas grandes a partir de moléculas pequeñas llamada anabolismo. Un ejemplo es el metabolismo de una proteína. La célula incorpora la proteína, ésta es desintegrada en los aminoácidos que la constituyen y la célula a través de procesos enzimáticos elabora sus propias proteínas a partir de los aminoácidos obtenidos previamente.
Las células mantienen constante su medio interno a través de un proceso de equilibrio fisiológico denominado homeostasis, propiedad importante para el funcionamiento celular, ya que si falla se presentan alteraciones que pueden ser determinantes y causar la muerte celular. La célula, por tanto, posee mecanismos reguladores de todo su funcionamiento, como la reproducción, la síntesis de proteínas, la cantidad de electrólitos, la cantidad de agua, etcétera.
Las células tienen una molécula llamada ADN o ácido desoxirribonucleico que identifica a cada ser vivo. Esta asombrosa molécula contiene las instrucciones para todo el funcionamiento celular. La información para la reproducción, el desarrollo, crecimiento y funcionamiento de la célula se encuentra contenida en la secuencia de los nucleótidos del ADN. Los mecanismos reguladores de la célula son tan importantes que un cambio en la secuencia del ADN debe ser identificado por la célula y corregido, si no se presentará una mutación. Algunas mutaciones son tan severas que causan la muerte del organismo. Sin embargo, las mutaciones no letales y no dañinas producen la variabilidad genética que permite que los seres vivos evolucionen.
Las células responden a los estímulos del medio como el alimento, la luz, las hormonas, los factores de crecimiento, las sustancias químicas, la presión o la cantidad de agua. Todas las células responden de manera específica para cada sustancia o agente externo o interno. Esto permite a las células sobrevivir, moverse, iniciar la división celular, modificar su actividad metabólica, etc. A esta capacidad de respuesta celular se le denomina irritabilidad.