1.- Complete el siguiente cuadro con las características de los principales componentes químicos de la membrana plasmática.
2.
3.
4.
Porque tienen en su estructura una región hidrofílica o polar y una hidrofóbica o no polar
5.
Porque
sus componentes adoptan una configuración estable de baja energía
libre, de tal forma que los lípidos forman una bicapa con los grupos
hidrofóbicos en la parte central y los hidrofílicos hacia el exterior,
en contacto con la fase acuosa. Sus componentes presentan una
distribución asimétrica y la composición de la capa interna y externa
son diferentes, con mayor cantidad de proteínas hacia el citosol
quedando oligosacáridos en la capa externa unidos a una proteína o
lípido.
La
segunda característica se basa en el constante movimiento lateral y
rotacional de los lípidos que forman la bicapa. Las proteínas como
moléculas globulares se asocian con su región no polar con la parte
central hidrofóbica de la bicapa y la polar en la fase acuosa.
6.
Cuadro no disponible aún.
7.
Puede ser por proteínas transportadoras: enzimas con centro de reacción que sufren cambios conformacionales. De canal: dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones. Mantienen un gradiente electroquímico mediante el transporte de diversos iones
Ø 8. une a una o mas moléculas de soluto a un lado de la membrana y transfieren al soluto al otro lado de la membrana.
Ø la
velocidad de transporte es mayor que en la difusión simple y está
limitada por la cantidad de transportadores presentes, siendo un sistema
saturable, presenta similitudes con la enzima como:
a. unión del sustrato a un sitio específico,
b. reducción de la energía de activación de la reacción, para la liberación del producto y
c. su alta especificidad
9.
Especialmente importante en la transmisión del sistema nervioso
Ø es extremadamente rápido, más de 1 millón de iones por segundo puede fluir a trave´s de ellos (107 - 108 iones/seg), mil veces mayor a la velocidad de transporte de una proteína transportadora.
Ø Altamente selectivos a un tipo de ion
Ø En algunos casos su apertura y cierre puede estar regulado en respuesta a estímulos específicos.
a. Canales regulados por ligandos: abren respuesta a la unión de determinados neurotransmisores u otras moléculas.
b. Canales regulados por voltaje: abren respuesta a cambios en el potencial eléctrico a través de la mambrana plasmática
c. Canales regulados por un impulso metálico : abren respuesta a una reacción mecánica.
Ø Su papel fundamental regulados por voltaje en transmisión de impulsos fue elucidado por Alan Hodgkin y Andrew Huxley enkasz
10.
Por la célula hay una [] de Na+ que debe permanecer así dentro y fuera de ello, por lo que debe haber mayor Na+ afuera en un grado específico, igual uno Na+ menor adentro igual con el K si éstas concentraciones cambian el Na+
y K van a ir de un lugar a otro aún en centro de un gradiente de C, la
fuente de energía para llevar a cabo este proceso es la hidrólisis de
ATP y gradiente electroquímico.
11.
Ambos
sistemas requieren energía porque llevan iones en contra del gradiente
de []. La diferencia está en la hidrólisis, la energía es dada por un
agente externo, y el dirigido por gradientes iónicos son los que van a
favor de su gradiente , generando un poco de energía para transportar al otro ion, de esta manera hace necesita un agente externo.
12.
en
las células animales capta el colesterol sanguíneo mediante endocitosis
mediante receptor de lipoproteínas de baja densidad (importador
primordial de colesterol en la sangre, segunda 2DD se una a aceptores
específicos en la membrana celular, se forma la vesícula recubierta en
el cistosol, segundos después se elimina la cubierta, ahora las
vesículas se denominan endosomas, las receptoras vuelven a la membrana
plasmática y son recicladas.
C) ACTIVIDADES DE APLICACIÓN:
1.-
Explique que modificaciones ocurren en la membrana plasmática de las
células nerviosas y su efecto en el transporte de iones durante la
transmisión del impulso nervioso.
La
información se transmite mediante cambios de polaridad en las membranas
de las células, debido a la presencia de neurotransmisores que alteran
la concentración iónica del interior celular. En animales poco
evolucionados, la transmisión se genera sin ellos. En el interior de la neurona hay proteínas e iones con carga negativa, ésta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial entre
el exterior de la membrana y el interior celular. El valor alcanzado es
de -70 milivoltios (negativo el interior con respecto al valor de
cargas positivas del exterior). Esta variación se alcanza por el
funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na+/K+) que gasta ATP,
expulsa 3 iones de sodio del interior de la neurona e introduce 2 iones
de potasio del exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en
la neurona porque la membrana es impermeable al sodio. Por ello, la
concentración de iones sodio en el exterior es elevada. Además, se
pierden 3 cargas positivas cada que funciona la bomba de Na+/K+,
aunque entren 2 cargas de potasio. Esto hace que en el exterior haya
más cargas positivas que en el interior, creando una diferencia de
potencial. Se dice que la neurona se encuentra en potencial de reposo,
dispuesta a recibir un impulso nervioso.
Al llegar el impulso nervioso a
una neurona en reposo la membrana se despolariza abriéndo los canales
para el sodio. Como la concentración de sodio es muy elevada en el
exterior, cuando los canales se abren se invierte la polaridad, con lo
que el interior de la neurona alcanza un valor electropositivo, respecto
del exterior. Si la despolarización provoca un cambio de potencial de
120 milivoltios más de los que tenía el interior se dice que se ha
alcanzado el potencial de acción, que supone la transmisión del impulso
nervioso a la siguiente neurona, ya que se crean las condiciones
necesarias en el interior celular como para poder secretar
neurotransmisor a la zona de contacto entre neuronas.
La transmisión del impulso nervioso sigue la Ley del todo o nada:
si la despolarización de la membrana no alcanza un potencial mínimo
(potencial umbral) no se transmite el impulso nervioso, pero aunque este
potencial sea rebasado en mucho, sólo se envía un impulso nervioso
siempre de la misma intensidad.
Información adicional sobre el implso nervioso:Wikipedia: Un impulso nervioso es una onda de electronegatividad que recorre toda la neurona y que se origina como consecuencia de un cambio transitorio de la permeabilidad en la membrana plasmática, secundario a un estímulo.
La excitabilidad de las neuronas depende de la existencia de distintas concentraciones de iones
a ambos lados de la membrana celular y de la capacidad de transporte
activo a través de estas membranas. La excitación neuronal se acompaña
de un flujo de partículas cargadas a través de la membrana, lo cual
genera una corriente eléctrica.
La
membrana de las células está polarizada, debido a que hay un reparto
desigual de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la
célula. Esto crea una diferencia de potencial, siendo el exterior
positivo respecto al interior.
En el exterior, en el líquido intersticial, el anión más abundante es el de cloro. En el citoplasma, los aniones más abundantes son las proteínas, que en el pH celular se ionizan negativamente. El catión más abundante en el líquido intersticial es el de sodio, y en el citoplasma el de potasio
El
desequilibrio iónico que produce la polarización de la membrana es
debido a la distinta permeabilidad que presenta frente a cada uno de los
iones. El ion de potasio
atraviesa la membrana libremente. La permeabilidad para el sodio es
menor, y además es expulsado por medio de un transporte activo llamado
bomba de sodio. Las proteínas,
debido a su tamaño, no pueden atravesar libremente la membrana. Toda
esta dinámica establece una diferencia de potencial en condiciones de
reposo, de unos -70 mV.Es lo que se denomina potencial de membrana.
Cuando se aplica un estímulo adecuado a la membrana de la neurona, se
altera su permeabilidad, permitiendo la entrada de iones de sodio a
favor de su gradiente de concentración. Este tránsito es tan intenso que
la bomba de sodio resulta ineficaz. El flujo de sodio invierte la
diferencia de voltaje pasando el exterior a ser negativo y el interior
positivo (+30 mV).
Conforme
se iguala el gradiente de concentración, el flujo de sodio decrece,
mientras que el potasio sale de la célula para neutralizar la
electronegatividad del exterior. El tránsito de potasio se produce un
milisegundo después que el de sodio. La salida de potasio es mayor que
la necesaria para restablecer el potencial de reposo, por lo que la
membrana queda hiperpolarizada, con mayor electronegatividad en el interior.
La representación gráfica de la variación de potencial respecto al tiempo es el potencial de acción.
La cantidad de estímulo necesario para provocar la actividad de una neurona, se denomina umbral de excitabilidad.
Alcanzado este umbral, la respuesta es efectiva, independientemente de
la interrupción o aumento del estímulo. Es decir, sigue la ley del todo o nada. Durante la despolarización, la neurona
no es excitable, es decir, está en periodo refractario. Durante la
hiperpolarización subsiguiente, la neurona es parcialmente excitable,
parcialmente refractaria, es decir, que necesitamos un estímulo más
intenso para provocar un nuevo potencial de acción, ya que ha aumentado
el umbral de excitabilidad.
La
despolarización de la membrana en un punto produce que el exterior en
ese punto quede cargado negativamente al introducirse las cargas
positivas de sodio (Na+)
en la célula. Las zonas adyacentes sufren una atracción de sus cationes
por la carga negativa del área estimulada, actuando como sumidero de
cationes de sodio. De este modo, se va transmitiendo la onda de
electronegatividad a lo largo de toda la fibra nerviosa.
En las fibras que poseen cubierta de mielina,
dispuesta en torno a las células de Schwann, separadas por los
denominados nódulos de Ranvier, la onda de electronegatividad se propaga
saltando de nódulo en nódulo.
Ver también: Rincón del vago. Monografías.
2.- Explique cuales son las condiciones que permiten la difusión pasiva de CO2 y O2 en los pulmones y tejidos.
Pasaje pasivo: proceso de difusión de sustancias a través de la membrana a favor del gradiente, (de donde hay más a donde hay menos). Esto puede darse por:
Pasaje pasivo: proceso de difusión de sustancias a través de la membrana a favor del gradiente, (de donde hay más a donde hay menos). Esto puede darse por:
- Difusión simple .
Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede
realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales
proteicos.
A) a través de la bicapa
Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroides,
anestésicos como éter y fármacos liposolubles, sustancias apolares como
oxígeno, CO2
y nitrógeno atmosférico, moléculas polares muy pequeñas como agua,
etanol y glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple.
La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis
B) a través de canales. mediante las proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-,
son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está
regulada, por ejemplo por ligando, como con neurotransmisores u
hormonas, que se unen a una determinada región, el receptor de la
proteína de canal sufre una transformación estructural que induce la
apertura del canal.
- Difusión facilitada o Transporte pasivo .
Permite transportar pequeñas moléculas polares como aminoácidos y
monosacáridos, que al no poder atravesar la bicapa lipídica requieren
que proteínas trasmembranosas faciliten su paso (transportadoras o
permeasas) que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio
en su estructura que la arrastra al interior de la célula.
B) EVIDENCIA INTEGRADORA DEL DESEMPEÑO:
Elabore
un ensayo relacionado con los mecanismos de transporte que le permiten a
la glucosa entrar en la parte apical y salir en la parte basolateral de
las células epiteliales del intestino. Es necesario que incluya el tipo
de energía que utiliza cada sistema de transporte, la localización de
las uniones intracelulares y la importancia de las uniones estrechas en
dichos mecanismos de transporte. Dibuje un esquema para apoyar sus
argumentos.
NOTA: Letra ARIAL 12, doble espacio, 200 palabras.
Mecanismo de transporte secundario Na+-glucosa
Sistema
de transporte secundario usa la bomba de Sodio/Potasio en una primera
etapa, genera así un fuerte gradiente de Sodio a través de la membrana.
Luego la proteína "simport" para el sistema Sodio-Glucosa usa la energía
del gradiente de Sodio para transportar Glucosa dentro de la célula.
Esto
se usa de manera original en las células epiteliales del intestino,
toman glucosa y sodio del intestino y lo transportan al torrente
sanguíneo utilizando la acción concertada de los "simport" para
Sodio/Glucosa, la glucosa permeasa (proteína de difusión facilitada para
la glucosa) y las bombas de Sodio/Potasio. Las células del intestino
están unidas entre si por "uniones estrechas" que impiden que nada
proveniente del intestino pase al torrente sanguíneo sin ser primero
filtradas por las células epiteliales.
Este
mecanismo es la base de la formulación de las "sales de rehidratación
oral" que contiene glucosa y electrolitos usados para combatir los
efectos de la diarrea provocada por el cólera y otras bacterias
patógenas. La cura implica antibióticos y la reposición del agua que se
pierde por las toxinas microbianas. La administración oral de glucosa y
sales, que se absorben coordinadamente a nivel del intestino delgado,
genera un gradiente osmótico que arrastra el agua desde la luz del
intestino hacia la sangre.
Bibliografía
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