miércoles, 26 de septiembre de 2012

Biología Célular

B) ACTIVIDADES SOBRE LOS CONTENIDOS:

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:
- 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