Sangre artificial compatible con cualquier persona

Esta noticia ya pasó desapercibida en agosto 2019, pero merece ser recordada. Uno de los grandes avances médicos de las últimas décadas. La incompatibilidad de los distintos tipos de sangre crea escasez permanente de los grupos sanguíneos más raros. Gracias a este trabajo este problema será un asunto del pasado.

Propiedades de la membrana plasmática (y ejercicios)

Las células están separadas del medio que las rodea por una delgada lámina denominada membrana plasmática, que define los límites de las mismas. Sin esta barrera protectora, las células estarían expuestas a los rigores del mundo externo, no podrían regular su medio interno y, en consecuencia, no serían viables. La membrana plasmática no aísla a la célula completamente sino que constituye una barrera altamente selectiva, que tiene la propiedad de regular el intercambio de materiales entre la célula y el medio que la rodea.

La membrana es una estructura muy delgada: sólo tiene un espesor de 5 a 10 nm (1nm=10-9m). Por lo tanto, se necesitarían mil membranas plasmáticas apiladas, una sobre otra, para igualar el espesor de esta hoja de papel. Precisamente debido a su delgadez, cuando se examina una célula al microscopio óptico convencional, puede observarse sin dificultad el interior de la misma; en el mejor de los casos podrá apreciarse el contorno de la membrana, pero nunca podrá distinguirse su ultraestructura. Recién las primeras microfotografías al microscopio electrónico demostraron que la ultraestructura las membranas era siempre la misma. Esta estructura se denominó unidad de membrana y la misma no sólo es válida para la membrana plasmática, sino para casi todas las membranas celulares.

Funciones de la membrana plasmática

Las membranas no son simples barreras sino que:

• Definen la extensión de la célula y establecen sus límites.
• Constituyen barreras selectivamente permeables, dado que impiden el intercambio indiscriminado de sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. La membrana plasmática, gracias a sus propiedades fisicoquímicas, está capacitada para transportar de un lado a otro de la misma determinados solutos, macromoléculas y complejos macromoleculares. Sin embargo, hay moléculas, que a pesar de ser toxicas para la célula, pueden ingresar sin dificultad a la misma a través de la membrana. Un ejemplo seria el CO (monóxido de carbono).
• Controlan las interacciones de la célula con el medio extracelular (tanto con la matriz extracelular como con otras células vecinas). Permite a las células reconocerse, adherirse entre sí cuando sea necesario e intercambiar materiales e información.
• Intervienen en las respuestas a señales externas a la célula. La membrana posee receptores, que son moléculas o conjuntos de moléculas, capaces de reconocer y responder a señales provenientes del medio extracelular portando información especifica. Cuando dichas señales llegan hasta la membrana plasmática, se desencadenan señales internas en la célula, tanto activadoras como inhibitorias de distintos procesos celulares. Como ejemplos de estas señales externas podemos citar a los factores de crecimiento que favorecen la división celular o diversas hormonas como por ejemplo la insulina, que aumenta la síntesis de glucógeno.

Singer y Nicholson propusieron en 1972 un modelo estructural para las membranas al cual denominaron modelo del mosaico fluido. De acuerdo al mismo las membranas son “disoluciones bidimensionales de lípidos y proteínas.” Según este modelo, la estructura de la membrana sería una delgada lamina formada por dos capas superpuestas de lípidos (también llamadas hemimembranas), con la fluidez propia de los aceites, en la cual se encuentran insertadas proteínas. Esto le confiere el aspecto de un “mosaico”.

Las membranas no son estructuras estáticas ni rígidas. Están formadas por un conjunto de moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas que se mantienen unidas por enlaces, en general, no covalentes. Una de las principales características de las membranas biológicas es su alto grado de fluidez. Esto implica que sus lípidos y proteínas pueden desplazarse libremente en todas las direcciones, pero siempre sobre el plano de la membrana. De allí entonces la denominación de “mosaico fluido”; a esta propiedad también se la conoce como difusión lateral.

Como puede observarse en el esquema, las membranas también presentan glúcidos unidos por enlaces covalentes a lípidos y proteínas. Esto da lugar a los llamados glucolípidos y glucoproteínas, respectivamente. Estas membranas carecen de resistencia mecánica y en muchas células, como en el caso de hongos, bacterias y plantas están reforzadas por paredes celulares.

Composición de las membranas biológicas

Todas las membranas biológicas de los seres vivos, tanto la membrana plasmática, como las de las organelas, están formadas por:

A. Lípidos
B. Proteínas
C. Glúcidos

La proporción de cada uno de estos componentes varía de acuerdo a la función que realiza cada tipo de membrana. Por ejemplo, las membranas mitocondriales tienen una proporción muy elevada de proteínas

Composición de las membranas de diferentes células. (Los valores representados como % peso seco de la membrana)

La variedad de lípidos presentes en las membranas es muy amplia; sin embargo, todos poseen una característica en común: son moléculas anfipáticas. Esto significa que sus moléculas contienen una zona hidrofílica o polar y una hidrofóbica o no polar.

Efecto hidrofóbico: Las interacciones agua-agua son más fuertes, las moléculas de agua rodean a las moléculas de hidrocarburo, obligándolas a agruparse

Los fosfolípidos son los lípidos más abundantes en las membranas. Debido a su carácter anfipático, los fosfolípidos, en un medio acuoso se organizan espontáneamente conformando la denominada bicapa lipídica. Las cabezas polares están orientadas hacia el medio acuoso (intra y extracelular) y las colas hidrofóbicas hacia el medio lipídico, es decir, al interior de la bicapa, constituyendo la matriz de la membrana. A su vez, estas bicapas tienden a cerrarse espontáneamente sobre sí mismas formando vesículas, es decir, compartimientos cerrados en toda su extensión tridimensional, similares a una esfera.

La bicapa de fosfolípidos funciona principalmente como armazón estructural de la membrana y como barrera que impide el pasaje de sustancias hidrosolubles a través de la misma; esto último es debido al carácter fuertemente hidrofóbico de la matriz de la membrana.

La esfingomielina es un constituyente importante de las células de mielina

Los fosfolípidos más frecuentes de las membranas son la fosfatidiletanolamina, la fosfatidilcolina, la fosfatidilserina y la esfingomielina. La cardiolipina es un derivado de los fosfolípidos que se encuentra en la membrana interna de la mitocondria. El dolicol es un lípido que se halla en el REG e interviene en la glicosilación de las proteínas.

La estabilidad de las bicapas lipídicas está dada por:

• interacciones hidrofóbicas entre las colas hidrocarbonadas.
• fuerzas de van der Waals entre las colas hidrofóbicas.
• fuerzas electrostáticas y puentes hidrogeno entre las cabezas polares de los lípidos, ya sea entre ellos mismos y con las moléculas de agua de los medios extra e intracelular.

Como se notará todas estas son uniones débiles (no covalentes) y le confieren simultáneamente estabilidad y fluidez a la membrana. Las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos que forman parte los fosfolípidos (también denominadas “colas” o grupos acilo), pueden presentarse:
saturados (sin dobles enlaces)monoinsaturados (con un único doble enlace) o poliinsaturados (más de un doble enlace)

Los lípidos de membrana contienen un grupo acilo insaturado y otro saturado en su estructura.

La presencia de ácidos grasos insaturados aumenta la fluidez de la membrana, debido al”quiebre” de las colas a la altura de los dobles enlaces. Esto impide, o al menos dificulta, que las colas hidrocarbonadas se compacten, restringiendo así las interacciones entre ellas. El hecho de que uno de los grupos acilo de los fosfolípidos esté saturado y el otro no, garantizan una buena fluidez dentro del rango de temperaturas fisiológicas. Por otro lado, cuando las cadenas hidrocarbonadas son cortas, tienen menor superficie para interactuar entre sí; esto último también favorece la fluidez de las membranas.

El colesterol es un esteroide que se encuentra en un alto porcentaje en la membrana plasmática de las células animales. Su concentración varía mucho de un tipo de membrana a otro; en animales hay membranas donde el colesterol constituye hasta el 50% del total de los lípidos. Contrariamente, la mayoría de las células vegetales y bacterianas carecen de colesterol. El colesterol, al ser también una molécula anfipática, presenta una orientación similar a la de los fosfolípidos: el grupo hidroxilo (polar) se orienta hacia el exterior de la bicapa y el sector hidrofóbico hacia el interior de la misma.

Las funciones del colesterol se pueden resumir de la siguiente manera:

• Inmoviliza los primeros carbonos de las cadenas hidrocarbonadas. Esto hace a la membrana menos deformable y menos fluida, es decir, la estabiliza. Sin colesterol, la membrana necesitaría de una pared celular que le otorgue contención mecánica.
• Previene el compactamiento de las cadenas hidrocarbonadas a bajas temperaturas, ya que evita que las colas se junten, aumenten las interacciones débiles entre las mismas y se “cristalicen” (adopten una estructura muy compacta).

Mientras que los lípidos ejercen principalmente una función estructural, las proteínas no sólo desempeñan un rol estructural sino que además son las responsables de las funciones específicas de las membranas biológicas. Estas según su función pueden agruparse en: enzimáticas, de transporte, receptoras y de reconocimiento. Diferentes membranas tienen distinta proporción y composición de proteínas, de acuerdo a sus funciones. En otras palabras, son justamente las proteínas las que le otorgan distintas funciones a las membranas. Estas en su mayoría son proteínas globulares (estructura terciaria o cuaternaria).

Según su ubicación en la membrana se clasifican en:

-Proteínas intrínsecas, integrales o transmembrana: Pueden atravesar total o parcialmente la bicapa, asomando a una o ambas superficies de la misma. Únicamente pueden ser extraídas de la membrana por medio de detergentes que rompen la bicapa. Tienen un sector hidrofóbico, que es el que esta insertado en la membrana y una o dos regiones hidrofílicas, expuestas a los medios intra y extracelulares (ambos acuosos). De lo anterior se deduce que estas proteínas son moléculas anfipáticas. La porción que atraviesa la membrana suele presentar una estructura de alfa hélice con una elevada proporción de aminoácidos hidrofóbicos que interaccionan con las colas hidrocarbonadas de la matriz de la membrana. El sector proteico (también llamado dominio) expuesto a los medios acuosos suele tener estructura globular e interacciona con las cabezas polares de los fosfolípidos y con otras moléculas a través de uniones iónicas y puente de hidrógeno.

Dentro de las proteínas integrales encontramos:
Proteínas monopaso: La proteína “atraviesa” una sola vez la membrana.
Proteínas multipaso: La cadena polipeptídica atraviesa dos o más veces la bicapa lipídica. Por lo tanto, esta posee varias regiones hidrofóbicas insertadas en la matriz de la membrana alternadas con sectores hidrofílicos que se exponen hacia los medios acuosos.

Asociación de proteínas de membrana con la bicapa lipídica: Transmembrana, atraviesan la membrana como -helice o como láminas plegadas cerradas. Periféricas unidas a proteínas transmembrana por interacciones no covalentes débiles y Periféricas unidas a lípidos mediante uniones covalentes.
Algunas proteínas multipaso atraviesan muchas veces la membrana y forman un cilindro hueco con un interior hidrofílico por el que pueden pasar moléculas pequeñas solubles en agua. Este es el principio de las proteínas canal que se analizaran mas adelante.

Las proteínas integrales pueden difundir lateralmente y rotar sobre su propio eje, pero no pueden realizar movimientos a través del plano de la membrana, o más sencillamente movimiento flip-flop (ver más adelante). Las proteínas integrales suelen desplazarse acompañadas de los lípidos que las rodean ya que estos le ayudan a mantener su conformación.

Sin embargo, algunas proteínas integrales están ancladas a componentes del citoesqueleto y no pueden trasladarse. De esta manera intervienen en la morfología de la célula, por ejemplo alargada (o ahusada), cúbica, cilíndrica, etc.

-Proteínas extrínsecas o periféricas: Se encuentran sobre la cara externa o también interna de la membrana y pueden estar ligadas tanto a las proteínas integrales como a los fosfolípidos por uniones débiles. Se pueden extraer fácilmente con tratamientos no drásticos. Cuando estas se ubican del lado citoplasmático de la membrana suelen interactuar con el citoesqueleto.

Las membranas celulares contienen entre un 2-10% de glúcidos. Estos se asocian covalentemente a los lípidos (glicolípidos) y a las proteínas (glicoproteínas).

Los glicolípidos (o glucolipidos) presentes en las membranas son los gangliósidos y cerebrósidos. Los gangliósidos se forman por la unión de un oligosacárido con la ceramida. La estructura de los cerebrósidos es similar, sólo que el hidrato de carbono no es un oligosacárido sino una galactosa o una glucosa.

Los hidratos de carbono de los glucolípidos y las glucoproteínas, en su mayoría oligosacáridos, suelen ubicarse en la cara no citosólica de la membrana plasmática formando una estructura llamada glicocálix cuyas funciones se pueden resumir de la siguiente manera:

· Proteger a la superficie de la célula de agresiones mecánicas o físicas al lubricar la superficie celular. Como ejemplo podemos citar a las células situadas en la luz del intestino delgado que presentan un glicocálix muy pronunciado.
· Poseer muchas cargas negativas, que atraen cationes y agua del medido extracelular.
· Intervenir en el reconocimiento y adhesión celular. Actúan como una “huella dactilar” característica de cada célula, que permite distinguir lo propio de lo ajeno.
· Actuar como receptores de moléculas que provienen del medio extracelular y que traen determinada información para la célula, por ejemplo, receptores de hormonas y neurotransmisores.

Las diferencias entre los grupos sanguíneos se hallan determinadas por ciertos oligosacáridos muy cortos, presentes en las membranas plasmáticas de los glóbulos rojos o eritrocitos. Estos oligosacáridos sólo difieren en sus monómeros terminales y están ligados a una proteína transmembranosa o a una ceramida de la membrana plasmática. Por ejemplo, los eritrocitos pertenecientes al grupo sanguíneo A, presentan como monosacárido terminal una N-acetilgalactosamina y los del grupo B una galactosa. Cuando ambos monosacáridos terminales están ausentes estamos en presencia del grupo 0

Movilidad de los componentes de las membranas

Exsten tres tipos de movimientos posibles en las membranas:
rotación (sobre su propio eje)
traslación (o difusión lateral) sobre el plano de la membrana.
flip-flop

El movimiento de flip-flop es el intercambio de fosfolípidos de una monocapa (o hemimembrana) a la otra; está sumamente restringido, debido a la dificultad que posee la cabeza polar para atravesar el medio hidrofóbico de la matriz de la membrana. De allí que no sea un movimiento que ocurra de manera espontánea sino que está mediado por enzimas denominadas flipasas.

Tanto los movimientos de difusión lateral como el de rotación se llevan a cabo sobre la misma hemimembrana de la bicapa lipídica.

Factores que aumentan la fluidez de las membranas

-Ácidos grasos insaturados
-Baja concentración de colesterol
-Altas temperaturas
-Colas hidrocarbonadas cortas (dificultan el empaquetamiento)

Efecto de la temperatura sobre la fluidez

El ascenso de la temperatura aumenta la energía cinética entre las moléculas y, por lo tanto, el movimiento de las colas hidrocarbonadas. Esto lleva a una disminución de las interacciones atractivas entre las mismos y a un aumento de los movimientos de rotación y de difusión lateral. Por el contrario, una disminución de la temperatura vuelve más rígida a la membrana ya “empaqueta” las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos e impide sus movimientos. Si la temperatura desciende significativamente, la membrana puede llegar a “cristalizarse”, con la pérdida consiguiente de muchas funciones vitales de la membrana.

Los organismos que habitan regiones donde hay grandes amplitudes térmicas estacionales varían la composición de los fosfolípidos de sus membranas en forma periódica, asegurando así una fluidez más o menos constante durante todo el año. Por otra parte, organismos que habitan ambientes extremos poseen composiciones fosfolipídicas muy particulares en sus membranas, por ejemplo, los que viven a temperaturas inferiores a los 0ºC tienen membranas muy ricas en lípidos poliinsaturados.

Asimetría de la membrana

En ambas caras de la bicapa (también denominadas hemimembranas o monocapas) no se encuentran los mismos tipos de fosfolípidos. Si bien estos en su mayoría se sintetizan en la cara citosolica del retículo endoplasmático liso, luego, por medio de movimientos del tipo flip-flop (únicamente permitidos en el REL, gracias a la presencia de flipasas), se van ubicando del lado de la bicapa que les corresponda. Por ej., la fosfatidilcolina y la esfingomielina predominan en la cara no citosolica de la membrana

La asimetría estructural de las membranas suele manifestarse a través de una asimetría funcional. Esto significa que las funciones presentes en la cara citosolica no son las mismas que aparecen en la cara no citosólica. Por ejemplo, en el caso de la membrana plasmática, las moléculas que intervienen en el reconocimiento celular se ubican casi exclusivamente en la cara expuesta hacia el medio extracelular, pues no tendría mucho sentido que dichas moléculas estuviesen expuestas hacia el citoplasma.

Permeabilidad diferencial de las membranas celulares

Como ya se ha mencionado la membrana plasmática es una barrera con permeabilidad selectiva que regula el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Sus propiedades aseguran que las sustancias esenciales, como la glucosa, los aminoácidos y los lípidos entren a la célula fácilmente, que los intermediarios metabólicos permanezcan en la célula y que los productos de desecho, como la urea, abandonen la misma. Todo esto permite a la célula mantener el medio interno relativamente constante. La membrana, debido a sus características hidrofóbicas, es impermeable a la mayor parte de las moléculas hidrosolubles, como la glucosa, los aminoácidos y los iones en general. En cambio, las moléculas hidrofóbicas, siempre y cuando su tamaño no sea demasiado grande, pueden atravesarla fácilmente.

Podemos observar que únicamente atravesarán la membrana las moléculas no polares y pequeñas como el O₂, CO₂, N₂ e incluso el CO (tóxico), compuestos liposolubles como los ácidos grasos y esteroides y, además, a pesar de ser moléculas polares, el glicerol, la urea y el agua. El resto de las moléculas se transfiere de un lado a otro de la membrana gracias a proteínas integrales que actúan como transportadores; sin estos transportadores dichas moléculas no pueden difundir a través de las membranas.

Osmosis

Cuando existen iones en el medio el agua, que es un dipolo, se va a unir por interacciones electrostáticas a esos iones. Es lo que se llama agua seca

El agua que no está unida a iones es "agua líquida". Este agua tiende a repartirse homogéneamente por el volumen disponible. Si tenemos un recipiente dividido por una membrana semipermeable que deja pasar agua pero no lo iones, si

a la izquierda hay iones y a la izquierda no, el agua se desplazará hacia la derecha para unirse a los iones. El agua líquida se repartirá por igual en ambos compartimentos. En el de la derecha habrá más volumen dado que tiene además agua unida a los iones. Esto hace que aumente el volumen. La presión del exceso de agua (que como se puede ver tiene a la derecha más altura) es lo que se llama presión osmótica

Preguntas de autoevaluación

1 PREGUNTA: ¿Cómo afecta el espesor de la capa de peptidoglicano a la presión interna de las bacterias Gram positivas y a las Gram negativas? Si la penicilina ataca el peptidoglicano ¿Matará por igual a ambas bacterias? ¿Matará a las células eucariotas? ¿Por qué?

2 PREGUNTA: ¿Qué ventaja tiene una membrana plasmática frente a una cápside proteica respecto a la replicación del ADN?

Solución: a nadie le gusta ser el Santo Cachón. ¿Cuáles son las consecuencias de la encapsidación de genes víricos ajenos en los supervirus? exacto, las pandemias

 

3 PREGUNTA: Modelo de mosaico fluido de la membrana plasmática. Indique sus componentes. Esta membrana ¿Pertenece a una célula eucariota o a una eubacteria?

4 PREGUNTA: Enumere las funciones más importantes de la membrana plasmática.

5 PREGUNTA: Conteste las siguientes preguntas con respecto a la estructura de la membrana plasmática:

a) ¿Cuál es la característica común a todos los lípidos de membrana?
b) ¿Por que se dice que la membrana plasmática es asimétrica?
c) ¿De qué depende el grado de fluidez de la membrana?
d) ¿Dónde espera encontrar más proteínas en la membrana interna de una mitocondria o en el retículo liso? ¿Por qué?

6 PREGUNTA: En que se diferencian las membranas de una célula eucariótica de una procariota. Señale las opciones correctas.

a- La membrana plasmática de las células eucariotas es de mayor espesor que las de las procariotas
b- Las membranas procariotas además de citoesqueleto tienen una capa de peptidoglicano
c- En las células eucariotas la capa de péptidoglicano es de mayor espesor
d- La presión interna de las células eucariotas es negativa, y la de las bacterias es positiva
e- La membrana plasmática de eucariotas y procariotas es similar. Es lo que se llama unidad de membrana.

7 PREGUNTA: Señale que propiedades de la membrana son verdaderas:

a- los fosfolípidos se encuentran solo en algunos tipos de membrana.
b- solo algunas membranas tienen permeabilidad selectiva.
c- solo algunas membranas tienen lípidos anfipáticos.
d- algunas proteínas son propias de cada membrana.
e- todas son correctas.

8 PREGUNTA: Si un cangrejo es isotónico respecto a una solución que es hipertónica para una ameba, ¿en cuál de estos organismos ocurrirá un ingreso netos de agua al sumergir ambos en la solución?

a- en la ameba.
b- en el cangrejo.
c- en ninguno de los dos.

Solución: PINCHA AQUÍ

9 PREGUNTA: ¿Cuál de los siguientes factores podrían influir en la fluidez de la membrana?

a- una proporción grande de fosfolípidos insaturados.
b- una baja temperatura.
c- una proporción grande de fosfolípidos saturados.
d- un potencial alto de membrana.
e- ninguna es correcta.

10 PREGUNTA: Di si es verdadero o falso.

a- Una misma masa de una sustancia, genera una menor presión si esta está en forma polimérica.
b- La presión osmótica no depende del número de partículas disueltas sino de la masa
c-Es posible almacenar grandes cantidades de sustancia en forma polimérica (ej. glucógeno) con una presión osmótica mucho más baja que si se almacena en forma monomérica (ej. glucosa).

11 PREGUNTA: Verdadero o falso:

a)         La presión hidrostática necesaria para facilitar la ósmosis se define como "presión osmótica"
b)        La osmolaridad guarda relación con el número de partículas y es independiente de su naturaleza química.
c)       Si al introducir una célula en una solución el volumen celular no varía, se dice que dicha solución es isotónica.
d)       Si al introducir una célula en una solución el volumen celular disminuye, se dice que dicha solución es hipotónica
e)       Un transportador de membrana, se distingue de los canales en que dispone de un lugar de unión para el soluto a transportar que queda accesible por un lado u otro de la membrana, pero nunca por ambos lados al mismo tiempo
f)        Se produce un consumo de energía cuando se transporta un soluto a favor del gradiente de potencial químico o electroquímico
g)        Estas moléculas puede entrar o salir de la célula por difusión simple: O² , CO², solutos liposolubles de peso molecular bajo: urea, glicerol, etanol
h)        Los canales pasivos de membrana se caracterizan por disponer de dos posiciones: cerrado y abierto i) la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable 
j)         la presión osmótica depende del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza

12 PREGUNTA: Tengo un cultivo de células humanas en una solución hipotónica. La glucosa en el interior de la célula ¿Se encontrará preferentemente en forma monomérica o polimerizada en forma de glucógeno? Explica porqué

13 PREGUNTA: Una proteína transmembrana casi siempre tiene las siguientes características:
1) La porción que cruza la bicapa de la membrana tiene al menos 20 aminoácidos de largo, todos o casi todos no polares
2) La porción que fija la proteína en la cara externa tiene dos o más resíduos acídicos consecutivos
3) La porción que fija la proteína a la cara citoplasmática tiene dos o más resíduos básicos consecutivos

Si tenemos la siguiente proteína:

Nt-MLSTGVKRKGAVLLILLFPWMVAGGPLFWLAADESTYKGS-Ct

Dibuja esta proteína como si estuviese en la membrana plasmática. Marca cuál será la parte externa y la citoplasmática de la membrana

14 PREGUNTA: construye un fosfolípido con las siguientes moléculas

15 PREGUNTA: Una célula joven ¿Qué tipo de fosfolípido será el más importante en su membrana externa?

16 PREGUNTA: Cada ser humano hereda genes del padre y de la madre, pero a su vez cada uno de ellos tiene genes dominantes y recesivos. Cada persona tiene dos alelos, provenientes de su padre y de su madre. Es decir, aunque el grupo sanguíneo sea A, B, O o AB, la persona tendrá una combinación de genes que puede ser AA, AO, AB, OO, BB y BO.

· Los genes A y B son dominantes y el gen 0 es recesivo, por ejemplo:

· Una persona con grupo AB tiene un gen A y otro B.

· Una persona con grupo A puede ser AA o A0, pero prevalece el gen A dominante.

· Una persona con grupo B puede ser BB o B0, pero prevalece el gen B dominante.

· Una persona con grupo 0 tiene ambos genes 0.

a) ¿Puede un padre de serotipo 0 y una madre serotipo A tener un hijo serotipo 0?
Solución PINCHA AQUÍ
b) ¿Puede un padre de serotipo 0 y una madre serotipo A tener un hijo AB?
Solución PINCHA AQUÍ
c) ¿Puede un padre de serotipo AB y una madre serotipo A tener un hijo de serotipo 0?
Solución PINCHA AQUÍ
d) ¿Puede un padre de serotipo 0 y una madre serotipo A tener un hijo 0?
e) ¿Puede un padre de serotipo 0 y una madre serotipo AB tener un hijo AB?

17 PREGUNTA: Se le añaden a tres tubos de ensayo: A, B y C, 2cm³ de sangre fresca y 10 cm³ de una disolución de NaCl en agua, en cada uno de los tubos l concentración de la disolución es diferente. Se extrae a continuación una gota de cada tubo y se realiza una preparación para su observación al microscopio. Un esquema de las imágenes obtenidas se ha representado en las figuras de la imagen. Indica cuál de las disoluciones es hipotónica, isotónica e hipertónica respecto al plasma sanguíneo. Razona tu respuesta. ¿Qué disolución es la más adecuada para emplearla como suero fisiológico? Razona la respuesta

18 PREGUNTA: este es el típico problema de adivinar si se domina las compatibilidades sanguíneas. Imagina un donante de sangre y un receptor. a) ¿Puede donar sangre? ¿Son incompatibles? b) ¿Por qué existe incompatibilidad sanguínea?

 

a) Solución Pincha aquí

Transporte a través de la membrana

De todas las propiedades descritas en el modelo que tienen las membranas, se desprende una que es la más relevante desde el punto de vista funcional: La permeabilidad selectiva, es decir, la posibilidad de que la membrana restrinja los solutos que han de pasar a su través, pudiendo variar dicha permeabilidad en función de las necesidades celulares en cada momento.

1. TIPOS DE TRANSPORTE

1.1 Transporte pasivo y libre: difusión simple o libre
1.2 Transporte pasivo y libre: ósmosis
1.3 Transporte pasivo y mediado: difusión libre a través de proteínas-canales
1.4 Transporte pasivo y mediado: difusión facilitada o a través de proteínas transportadoras o "carriers"
1.5 Transporte activo y mediado 

Una forma muy simple de clasificar las modalidades de transporte atiende al punto de vista del consumo de energía metabólica. Así el transporte que no utiliza energía se define como transporte pasivo mientras que el que la consume se denomina transporte activo. En el caso del transporte pasivo, el soluto se mueve siempre a favor de gradiente, que se convierte en la fuerza de conducción para el movimiento.

Además del criterio anterior (consumo de energía) existe la posibilidad de dividir los sistemas de transporte en otros dos grupos, según que necesiten la presencia de una proteína transportadora o no. Así tenemos, por un lado, el transporte libre en el que el soluto atraviesa la membrana por diversos lugares pero sin el concurso de transportador alguno; y el transporte mediado, en el que se requiere la presencia de una proteína de membrana específica para el soluto a transportar.

1.1 Transporte pasivo y libre: difusión simple o libre

La difusión es un proceso que se produce como consecuencia de la energía térmica de la materia.Cualquier molécula tiende a moverse de forma independiente y al azar; y se dispersa o disemina de manera que, en la situación de equilibrio dinámico, su distribución es uniforme. Los movimientos de las moléculas en el interior de una solución se denominan flujos. Este sistema de transporte es el más simple, y para moléculas sin carga (neutras) el flujo neto viene dado por la ley de Fick o ley de la difusión.

La difusión molecular desde un punto de vista microscópico y macroscópico. Inicialmente hay moléculas de soluto en el lado izquierdo de una barrera (línea color púrpura) y no hay ninguna en la derecha. Cuando se elimina la barrera, el soluto se difunde para ocupar completamente el contenedor. Superior: Una única molécula se mueve en forma aleatoria. Centro: Con un mayor número de moléculas, se observa una clara tendencia de parte del soluto a llenar más uniformemente el contenedor. Inferior: Con un enorme número de moléculas de soluto, la aleatoriedad se convierte en indetectable: el soluto parece moverse suave y sistemáticamente desde las áreas de alta concentración a las áreas de baja concentración. Este suave flujo es descrito por las leyes de Fick. Fuente Wikipedia

Q recibe el nombre de flujo neto o tasa de difusión (cantidad/tiempo); D es el coeficiente de difusión; A es el área o superficie de membrana disponible para el movimiento, y Δc/Δx es el gradiente de concentración o diferencia de concentración a través de la distancia x. El signo menos viene dado porque el flujo neto va a favor de gradiente de una zona de más concentración a una zona de menos concentración.

Al considerar la difusión a través de la membrana celular para un soluto concreto, tanto D como A y Δx, son constantes, y por tanto se agrupan en una nueva constante denominada coeficiente de permeabilidad P, simplificándose la ecuación de la siguiente manera:

P= - (DA/Δx); Q= PΔc

En el caso de las células con tamaños medios de unas 20μ, y rodeadas de una capa de líquido intersticial de aproximadamente 1μ, las distancias de difusión son muy pequeñas y, por lo tanto, este tipo de transporte puede desarrollarse con una alta eficacia.

Difusión simple, el movimiento de las partículas desde un área donde la concentración

que presentan es alta, a un área que con baja concentración. Una de las distintas

maneras en que las moléculas se mueven en las células (© KES47).

Como ejemplos de sustancias que utilizan este sistema de transporte están: O2, CO2, solutos liposolubles de peso molecular bajo: urea, glicerol, etc. Se ha observado que las moléculas hidrosolubles neutras de peso molecular inferior a 200 pasan rápidamente la membrana, como por ejemplo la molécula de agua. Las moléculas de este tipo pasan entre las cadenas laterales de los fosfolípidos sin disolverse, y además en el caso del agua existen una serie de proteínas canales, denominadas acuaporinas, que permiten un rápido incremento en la permeabilidad de la membrana al agua.

El coeficiente de partición es la proporción de la solubilidad de un solvente no polar con octanol o un aceite vegetal: mientras mayor es la solubilidad en lípidos, es más rápida la penetración en la célula

1.2 Transporte pasivo y libre: ósmosis

El contenido de agua que tiene una célula determina su volumen celular, y garantiza que los procesos metabólicos puedan desarrollarse normalmente. Como las membranas celulares son muy permeables al agua, tal como se ha comentado previamente, éste se moverá siguiendo sus gradientes.

La ósmosis es una clase especial de difusión que se define como "el flujo neto de agua que atraviesa una membrana semipermeable que separa dos compartimentos acuosos". La membrana celular se comporta de forma aproximada como una membrana semipermeable, es decir dejando pasar el agua pero no los solutos. El agua se mueve desde una zona donde su concentración es mayor, a otra donde es menor. En el caso de las soluciones intra y extracelular el agua se moverá desde la solución que presente una menor concentración (solución hiposmótica) a la que tenga la mayor concentración (solución hiperosmótica). La presión hidrostática necesaria para impedir la ósmosis se define como "presión osmótica".

La osmolaridad guarda relación con el número de partículas y es independiente de su naturaleza química. Así un mol de glucosa que tiene un PM = 180 g/mol, al no disociarse, tiene el mismo valor de osmolaridad que un mol de albúmina, que tampoco se disocia y, sin embargo, tiene un PM = 67000 g/mol. Por el contrario, un electrolito como el NaCl, que en solución se disocia en dos iones activos osmóticamente, presenta una concentración osmolar doble a la molar, ya que una parte corresponde al ión Na+ y otra al ión Cl-.

La osmolaridad total de una solución es la suma de la osmolaridad de cada uno de sus solutos constituyentes. Los líquidos corporales tienen una osmolaridad de 0,29 osmoles/litro o 290 mO/l. Los iones principales (Na, K, Cl, etc.) son responsables del 96%, mientras que la glucosa, aminoácidos y otros solutos no disociables aportan tan sólo un 3%; de estos solutos, las proteínas tan sólo constituyen el 0,5% de la osmolaridad total del plasma y valores aún menores en los líquidos extracelulares, prácticamente carentes de proteínas. A pesar de su pequeña proporción, la presión osmótica de las proteínas plasmáticas, denominada presión coloidosmótica o presión oncótica es muy importante en el intercambio de líquidos en el capilar.

La mayor concentración de proteínas en el plasma sanguíneo implica un déficit de moléculas de agua en este plasma en relación al líquido intersticial. Por tanto, y a causa del fenómeno de ósmosis, el agua del líquido intersticial intenta entrar en los vasos sanguíneos para compensar este déficit, aumentando la presión en el interior de los mismos. Fuente Wikipedia

Regulación del volumen celular

El mantenimiento del volumen celular es un parámetro imprescindible para la supervivencia de la célula. Este mantenimiento se logra mediante una adecuada cantidad de agua en el interior celular. En el caso de la solución intracelular, la presión osmótica se denomina presión osmótica coloidal, debido al hecho de que en el interior celular existen solutos grandes (proteínas, fosfatos orgánicos) que no pueden pasar a través de la membrana, y como tienen carga negativa atraen a cationes de pequeño tamaño y repelen a aniones también de pequeño tamaño.

La pared capilar es semipermeable (permeable al agua pero impermeable a las proteínas plasmáticas). Como estas proteínas están cargadas negativamente tienden a retener cationes adicionales en el plasma (efecto Gibbs-Donnan), aumentando el gradiente osmótico entre el citoplasma y el líquido intersticial.

Equilibrio de Gibbs-Donnan (© Harley Orjuela).

Esto da lugar a una distribución desigual de pequeños iones que se conoce con el nombre de equilibrio Gibbs-Donnan y produce un pequeño exceso de iones en el interior celular denominado exceso Donnan. Por lo tanto se observa una osmolaridad ligeramente superior en el interior celular. Esta situación acarrearía el flujo de agua hacia el interior y el incremento consiguiente de volumen; sin embargo esto no ocurre debido a la existencia de la existencia de mecanismos compensadores. Los factores que determinan el volumen celular son:

1) El número de partículas osmóticamente activas del interior celular.

2) La osmolaridad del líquido extracelular.

3) La permeabilidad de la membrana celular. El comportamiento de una célula en una solución artificial depende no sólo de las osmolaridades sino también de la permeabilidad de la membrana celular a los solutos. Así se define un nuevo concepto que recibe el nombre de tonicidad, el cual indica la afectación del volumen celular en una solución concreta. Se describe de forma práctica como sigue:

1) Si al introducir una célula en una solución el volumen celular no varía, se dice que dicha solución es isotónica.

2) Si al introducir una célula en una solución el volumen celular aumenta, se dice que dicha solución es hipotónica.

3) Si al introducir una célula en una solución el volumen celular disminuye, se dice que dicha solución es hipertónica.

1.3 Transporte pasivo y mediado: difusión libre a través de proteínas-canales

La membrana es poco permeable a solutos iónicos, y dentro de éstos, es más permeable para los pequeños aniones que para los cationes. Por ello, estos compuestos utilizan un sistema de difusión formado por un tipo especial de proteínas de membrana denominadas "canales", que permiten a los solutos moverse en ambas direcciones. Existen canales denominados pasivos, que forman una especie de poros de membrana, ya que están permanentemente abiertos; y otros activos o de compuerta que se caracterizan por disponer de dos posiciones: cerrado y abierto. El hecho de que adopten una u otra posición depende de múltiples factores, como la unión al canal de un determinado ligando, cambios en el potencial de membrana, deformación mecánica, etc. Un canal puede ser altamente selectivo para un determinado ión o soluto, o bien puede limitar únicamente el tamaño, permitiendo el paso a su través de cualquier ión de calibre inferior. La tasa de movimiento del soluto a través del canal abierto puede llegar a ser de 106 a 109 iones/seg., tasa mayor que la catalítica para muchos enzimas y que se podría igualar con el movimiento por difusión libre en un medio acuoso.

1.4 Transporte pasivo y mediado: difusión facilitada o a través de proteínas transportadoras o "carriers"

Un transportador de membrana, se distingue de los canales en que dispone de un lugar de unión para el soluto a transportar que queda accesible por un lado u otro de la membrana, pero nunca por ambos lados al mismo tiempo. La proteína transportadora, después de unir el soluto, experimenta un cambio conformacional que le permite realizar la transferencia del mismo. Este tipo de transporte es mucho más lento que el que se realiza a través de canales, pues se movilizan de 102 a 103 moléculas/seg. La capacidad del sistema dependerá del número de proteínas transportadoras, que haya en la membrana en un momento dado, y del número de moléculas que sea capaz de unir cada una.

Dentro del transporte mediado se distinguen tres tipos de transportadores según el número y dirección de movimiento de los solutos a transportar:

          Unitransportador: en el que sólo se mueve un soluto.

          Cotransportador: se mueven dos solutos en la misma dirección.

          Contratransportador o antitransportador: se mueven dos solutos en          direcciones contrarias.

1.5 Transporte activo y mediado

En este tipo de transporte se produce un consumo de energía dado que el movimiento se realiza en contra de gradiente de potencial químico o electroquímico. Las proteínas transportadoras tienen las mismas propiedades que las que realizan la difusión facilitada, con la diferencia de que para su funcionamiento requieren energía. Igual que en el tipo anterior hay tres tipos de transportadores de igual denominación.

Existen dos tipos de transporte activo:

a) El transporte activo primario, en el que el consumo energético, normalmente de ATP, está acoplado directamente al movimiento del soluto a transportar. Un ejemplo de este tipo de antitransporte primario es la ATPasa Na+/K+ presente en la membrana de la mayoría de las células animales, que bombea Na+ hacia fuera de la célula y K+ hacia dentro, manteniendo los gradientes de concentración a través de la membrana.

la ATPasa Na+/K+ explica la asimetría de la membrana plasmática. Mantiene el gradiente de solutos y la polaridad eléctrica de la membrana (escaso sodio y abundante potasio intracelulares. Esta ATPasa realiza su actividad en cinco fases: 1    Unión de tres Na+ a sus sitios activos.
2    Fosforilación de la cara citoplasmática de la bomba que induce a un cambio de conformación en la proteína. Esta fosforilación se produce por la transferencia del grupo terminal del ATP a un residuo de ácido aspártico de la proteína.
3    El cambio de conformación hace que el Na+ sea liberado al exterior.
4    Una vez liberado el Na+, se unen dos iones de K+ a sus respectivos sitios de unión de la cara extracelular de las proteínas.
5    La proteína se desfosforila produciéndose un cambio conformacional de ésta, lo que produce una transferencia de los iones de K+ al citosol.

¿Cómo exactamente establece la bomba sodio-potasio un voltaje a través de la membrana?

Podríamos responder esta pregunta en base a la estequiometría: por cada tres iones de sodio que se mueven hacia fuera, solamente dos iones de potasio se mueven hacia dentro, por lo que el interior de la célula es más negativo. Aunque esta proporción de cargas sí provoca que el interior de la célula sea levemente más negativo, en realidad solo representa una fracción del efecto de la bomba sodio-potasio en el potencial de membrana.

Por otro lado, la bomba sodio-potasio actúa principalmente al acumular una alta concentración de iones potasio dentro de la célula, lo que hace muy pronunciado al gradiente de concentración del potasio. El gradiente es tan pronunciado que los iones de potasio saldrán de la célula (a través de canales), a pesar de una creciente carga negativa en el interior. Este proceso continúa hasta que el voltaje a través de la membrana sea lo suficientemente alto para compensar el gradiente de concentración del potasio. En este punto de equilibrio, el interior de la membrana es negativo respecto al exterior. Este voltaje se mantendrá siempre y cuando la concentración del K+ en la célula se mantenga alta, pero desaparecerá si deja de importarse el K+

b) Transporte activo secundario en el que el consumo de energía se realiza para generar un gradiente químico o electroquímico que se convierte en un depósito energético que se gastará para el empuje del soluto a transportar. Así, mientras la energía se disipa por desaparición del gradiente, se produce el arrastre del elemento que interesa que se mueva en contra de gradiente. En muchas células se utiliza el gradiente de Na+ para la movilización de otros solutos como por ejemplo la bomba de sodio/glucosa

La bomba de sodio/glucosa internaliza sodio y glucosa desde el lumen intestinal al citoplasma de las células intestinales utilizando el gradiente de sodio para transportar glucosa al interior de la célula.

La concentración intracelular de sodio es alrededor de 5 mM mientras que la extracelular es mucho mayor (145 mM). Sin embargo, las concentraciones intra y extracelulares de potasio son 140 mM y 5 mM respectivamente. Esto nos indica que hay un fuerte gradiente electroquímico que impulsa a las dos sustancias a moverse: el sodio hacia adentro y el potasio hacia afuera de la célula. Como la membrana es impermeable a estos solutos, controlando la entrada y salida de estas sustancias (principalmente), la célula genera cambios de concentración de iones a ambos lados de la membrana, y como los iones tienen carga eléctrica, también se modifica el potencial de membrana mediada por esta ATPasa Na+/K+

El ión calcio Ca++ funciona como segundo mensajero en diversos procesos celulares como son la contracción muscular, la diferenciación, la proliferación, la apoptosis, el estrés oxidativo; así como la síntesis, procesamiento y plegamiento de proteínas. Su participación en procesos tan diversos, se da a través de gradientes de concentración del catión entre los diferentes compartimentos celulares. En células en reposo, la concentración de Ca++ libre en el citoplasma se mantiene aproximadamente entre 100-200 nM, pero se puede incrementar hasta más de 1 um (de 5 a 10 veces más) a través de la movilización del Ca++ desde los reservorios intracelulares como son el retículo endoplasmático, el retículo sarcoplásmico (en las células musculares), el aparato del Golgi, las mitocondrias y los lisosomas, o por la entrada de Ca++ desde el medio extracelular

La bomba tipo P, la ATPasa H+/K+ secreta una solución de ácido concentrado (HCl hasta 0.16 N) hacia la cámara gástrica

Esta bomba se encuentra en las células de las criptas gástricas

Estas bombas están reguladas por la histamina, que se produce en neuronas, las plaquetas, los mastocitos, los basófilos, las células gástricas y las enterocromafines de la mucosa gastrointestinal. La histamina se produce en neuronas, las plaquetas, los mastocitos, los basófilos, las células gástricas y las enterocromafines de la mucosa gastrointestinal

La enfermedad del reflujo gastroesofágico y la úlcera péptica se trata inhibiendo la bomba de protones. Al reducir la acided se alivian los síntomas pero no se trata la causa que es una relajación anormal del esfinter esofágico o la presencia de Helicobacter pylori. Los inhibidores de la bomba de protones son el esomeprazol, el lansoprazol y el pantoprazol, que se presentan todos en formas orales e IV, y el omeprazol y el rabeprazol.

La ATP sintasa es una bomba que aprovecha el gradiente de H+ del interior del espacio intermembranas de la mitocondria para producir ATP a partir de ADP + Pi.

Preguntas de autoevaluación:

1 PREGUNTA: Verdadero o falso: a) La presión hidrostática necesaria para facilitar la ósmosis se define como "presión osmótica" b) La osmolaridad guarda relación con el número de partículas y es independiente de su naturaleza química. c) Si al introducir una célula en una solución el volumen celular no varía, se dice que dicha solución es isotónica. d) Si al introducir una célula en una solución el volumen celular disminuye, se dice que dicha solución es hipotónica e) Un transportador de membrana, se distingue de los canales en que dispone de un lugar de unión para el soluto a transportar que queda accesible por un lado u otro de la membrana, pero nunca por ambos lados al mismo tiempo f) F Se produce un consumo de energía cuando se transporta un soluto a favor del gradiente de potencial químico o electroquímico g) Estas moléculas puede entrar o salir de la célula por difusión simple: O2 , CO2, solutos liposolubles de peso molecular bajo: urea, glicerol, etanol h) Los canales pasivos de membrana se caracterizan por disponer de dos posiciones: cerrado y abierto i) La presión osmótica es la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable j) la presión osmótica depende del número de partículas en disolución, sin importar su naturaleza

2 PREGUNTA: La bomba de sodio/glucosa internaliza sodio y glucosa desde el lumen intestinal al citoplasma de las células intestinales utilizando el gradiente de sodio para transportar glucosa al interior de la célula. ¿Cómo genera el organismo el gradiente de sodio? ¿Necesita gastar ATP? ¿Por qué o por qué no? ¿Por qué la glucosa no difunde a través de la membrana?
¿Existe alguna bomba de iones asociada?

3 PREGUNTA: Señala la parte citoplasmática de la membrana y la externa. ¿Qué ocurre cuando los fosfolípidos de la cara citoplasmática translocan a la externa? ¿Qué papel tiene el colesterol en la membrana?

 

4 PREGUNTA: ¿Qué moléculas tienen mayor hidrofobicidad? ¿Cuántas moléculas de cafeína, curare o de azucar (sacarosa) se encuentran en la fase de octanol y cuantas en la fase acuosa?

5 PREGUNTA: Una molécula lipídica atraviesa la membrana plasmática...

A. Por difusión facilitada.

B. Por difusión simple a través de proteínas transmembrana

C. Por difusión simple a través de la bicapa

D. Por transporte activo en un gradiente electroquímico

6 PREGUNTA: Difusión facilitada ¿Qué opciones son correctas?

A. Significa pasar a favor del gradiente moléculas intensamente hidrofóbicas

B. Significa pasar solutos a través de bomba

C. Significa el paso de un soluto de un medio de mayor concentración a otro de menor concentración

D. Es el movimiento de moléculas de agua a través de una membrana selectiva.

E. Significa el paso de aminoácidos y monosacáridos a través de una membrana en combinación con un transportador.

7 PREGUNTA: Los transportadores de la membrana plasmática químicamente son...

A. Fosfolípidos

B. Glucolípidos

C. Proteínas

D. Polisacáridos

8 PREGUNTA: De una remolacha roja se recorta un cilindro de 50 mm de largo y de 1 cm de diámetro. Dicho cilindro se introduce en una disolución de concentración desconocida. Después de un tiempo se observa que el cilindro de remolacha es más grueso y más largo. Por esto podemos decir que la disolución es...

A. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta

B. hipertónica

C. isotónica

D. hipotónica

9 PREGUNTA: En la relación :difusión facilitada / transporte activo se produce:

A. En contra del gradiente de concentración, por canales específicos

B. Sin proteínas de transporte / con proteínas de transporte

C. A favor de gradiente de concentración, por carriers específicos

D. Sin gasto de ATP/ con gasto de ATP

E. En contra de gradiente de concentración, por endocitosis

10 PREGUNTA: Los macrófagos son capaces de expulsar agua hacia el medio externo a pesar de ser éste hipotónico. Este tipo de transporte es..

A. pasivo, por simple difusión pues el agua puede atravesar libremente la membrana en ambos sentidos

B. pasivo facilitado, pues el agua, al ser polar, no puede atravesar la doble capa lipídica

C. Ninguna de las tres respuestas anteriores es la correcta

D. activo con gasto de energía, por tener que extraer agua en contra del gradiente osmótico

11 PREGUNTA: Las moléculas hidrófilas si están más concentradas en el exterior que en el interior penetran en la célula mediante...

A. difusión simple

B. transporte pasivo facilitado

C. transporte activo sin gasto de energía

D. transporte activo si están en el exterior en menor concentración que en el interior

12 PREGUNTA: La velocidad de difusión de las moléculas a través de la membrana plasmática depende de:

a. Todas las respuestas son correctas

b. La presencia de vesículas con clatrina

c. El tamaño de las moléculas y su carga eléctrica

d. El gradiente de concentración a cada lado.

e. El incremento de la solubilidad aplicada a los ratios de concentración 

f. El tamaño de las moléculas dividido por el radio de su coeficiente de absorción

13 PREGUNTA: El citoplasma de la célula será hipertónico respecto al medio externo cuando...

A. Tenga una concentración en solutos menor

B. Salga hacia el medio exterior más agua de la que entra en la célula

C. Ninguna de las respuestas es correcta

D. Tenga una concentración de solutos mayor

14 PREGUNTA: En el cotransporte de glucosa junto al Na+, la glucosa entra...

A. en contra del gradiente de concentración

B. Las concentraciones de la glucosa son iguales a ambos lados de la membrana

C. a favor de gradiente de concentración

15 PREGUNTA: Para que los iones de Na+ salgan de la célula en contra de gradiente, se necesita

A. Transporte activo sin gasto de energía.

B. Transporte pasivo facilitado

C. Transporte activo

D. Difusión simple mediante bomba de sodio

16 PREGUNTA: El oxígeno se transporta por:

A. Paso a través de la bicapa lipídica

B. Proteínas transportadoras

C. Canales proteicos

D. Bombas

17 PREGUNTA: Marque la opción correcta acerca del transporte de solutos a través de las membranas celulares

A. El equilibrio osmótico de la célula se regula por el transporte activo de ciertos solutos.

B. Los aniones atraviesan las membranas celulares mediante el mecanismo de transporte activo, mientras que los cationes lo hacen por transporte pasivo

C. El transporte pasivo de Na+ responsable del equilibrio osmótico de la célula, se realiza mediante la bomba de Na+.

D. Algunos iones pueden ser transportados en contra de sus gradientes electroquímicos sin gasto de energía

18 PREGUNTA: La difusión facilitada:

A. requiere de proteínas integrales transportadoras

B. requiere de hidrólisis acoplada de ATP

C. ocurre directamente a través de la bicapa

D. mueve sustancias en contra de un gradiente

19 PREGUNTA: Si el agua se transporta a través de la membrana plasmática de un medio poco concentrado a otro más concentrado, se produce

A. Difusión simple a través de la bicapa lipídica

B. Transporte activo con gasto energético

C. Difusión simple mediante la bomba de sodio/potasio

D. Transporte pasivo a través de proteínas de membrana

20 PREGUNTA: Señala la frase o frases correctas con respecto a la bomba de sodio potasio:

a. Mantiene a la célula en equilibrio.

b. Es una proteína transmembrana que hidroliza al ATP

c. Transporta a ambos iones contra su gradiente de concentración.

d. Al ser electrogénica, es fundamental su contribución al potencial de membrana en reposo de las células.

e. La bomba mantiene la superficie celular con una carga negativa que se contrarresta con una carga positiva por la acción de un intercambio de iones en equilibrio por la osmolaridad entre exterior y interior

21 PREGUNTA: Verificar: El mecanismo por el que actúa la bomba de sodio-potasio es....

A. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ADP a ATP y fosfato, para introducir en el citoplasma dos iones potasio y extraer tres iones sodio.

B. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP a ADP y fosfato, para introducir en el citoplasma dos iones potasio y extraer tres iones sodio.

C. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ADP a ATP y fosfato, para introducir en el citoplasma tres iones potasio y extraer dos iones sodio

D. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP a ADP y fosfato, para introducir en el citoplasma tres iones potasio y extraer dos iones sodio.

22 PREGUNTA: ¿Cuál o cuáles de estas funciones son propias de la bomba de Na/K?

a. Generar diferencias de concentración de Na+ o K+ para que otros transportadores pasivos utilicen indirectamente la energía potencial acumulada en este gradiente.

b. Intervenir en la regulación del volumen celular.

c. Generar un potencial eléctrico de membrana.

d. Eliminar las diferencias en las concentraciones de Na+ y K+ intra y extracelulares.

e. La bomba mantiene una carga positiva por la acción de un intercambio de iones en equilibrio por la osmolaridad entre exterior y interior

23 PREGUNTA: Verificar: El Ca+2 atraviesa la membrana plasmática desde donde está más concentrado hacia donde lo está menos por:

A. Transporte activo

B. Directamente a través de la doble capa lipídica

C. Proteínas de canal

D. Difusión pasiva

24 PREGUNTA: La difusión simple a través de una membrana

A) genera energía libre

B) está mediada por permeasas

C) está gobernada por la ley de Fick

D) permite el paso de ciertos gases

25 PREGUNTA: El transportador de glucosa del eritrocito GLUT 1

A) es una proteína integral de la membrana

B) transporta la glucosa en contra del gradiente de concentración

C) sufre cambios conformacionales durante el transporte

D) puede transportar otras moléculas parecidas a la glucosa

26 PREGUNTA: El transporte activo secundario

A) consiste en el transporte de moléculas a favor de su gradiente de concentración

B) libera energía

C) no está asociado a la hidrólisis del ATP

D) también se llama cotransporte

27 PREGUNTA:Gracias al transporte activo

A) la célula genera energía

B) la célula regula su composición interna

C) podemos afirmar que la membrana posee permeabilidad selectiva

D) la célula desplaza iones o moléculas a favor de su gradiente de concentración

28 PREGUNTA: La difusión facilitada

A) es más rápida que la difusión pasiva

B) necesita un aporte de energía

C) sigue una cinética Michaeliana

D) está mediada por permeasas

29 PREGUNTA: Las permeasas... señala la opción correcta

A) pueden transportar moléculas contra el gradiente de concentración

B) son proteínas que se encuentran en el citoplasma celular

C) son muy específicas respecto al tipo de molécula que transportan

D) nunca se saturan

E) Tienen compuertas que se activan bien por voltaje, sustrato o mecanoactivadas

30 PREGUNTA: Si dos sustancias tienen distinto coeficiente de partición
octanol/agua (K)

A) no atraviesan la membrana

B) la atraviesan con la misma velocidad

C) la que tenga mayor K pasará más rápido

D) la que tenga mayor K pasará más despacio 

Para la solución Pincha aquí

31 PREGUNTA: El papel de la banda III del eritrocito en el intercambio gaseoso en capilares y pulmones es un claro ejemplo de 

La banda 3 es una proteína de transporte aniónico (de cargas negativas) intercambia Cl- por HCO3- (bicarbonato) a través de la membrana plasmática de los eritrocitos

A) transporte activo primario

B) difusión facilitada

C) transporte activo secundario

D) cotransporte

32 PREGUNTA:La velocidad de difusión simple de una molécula a través de una membrana depende de

A) su coeficiente de partición

B) el área de la membrana

C) el espesor de la membrana

D) la suma de las concentraciones de esa sustancia a ambos lados de la membrana

33 PREGUNTA: El transporte activo asociado a la hidrólisis del ATP

A) permite regular, directa o indirectamente, la concentración intracelular de ciertos iones

B) ayuda al mantenimiento de una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana

C) ayuda a controlar el volumen celular

D) en ciertos casos, puede funcionar en sentido inverso y generar ATP

34 PREGUNTA: Si los cuadrados representan iones calcio y los círculos glucosa, comenta lo que se observa en la figura

35 PREGUNTA: la molécula C se encuentra en mayor concentración en el exterior que en el citoplasma. Atraviesa la membrana plasmática... escoge la opción correcta

A. Por difusión facilitada.

B. Por difusión simple a través de la bicapa

C. Por transporte activo en un gradiente electroquímico

36 PREGUNTA: La bomba H+/K+ de las células parietales del estómago regula su producción (escoge la opción correcta)

a) Invaginando las bombas en vesículas intracitoplasmáticas

b) Mediante una compuerta en la bomba que se activa al llegar a un pH bajo

c) Mediante una compuerta en la bomba que se activa al llegar a un pH elevado

d) La bomba H+/K+ de las células parietales del estómago regula su producción mediante una regulación negativa al disminuir el flujo a través el canal de la bomba

e) La bomba tiene un receptor que reconoce el cambio acídico del lumen gástrico y actua disminuyendo el flujo de protones hacia el lumen

37 PREGUNTA: ¿A qué es debido la diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas? (en los puntos señalados por la flecha)

a) A que la curva roja representa una difusión facilitada dependiente de una permeasa o una porina y a una concentración de una molécula dada es mayor que la difusión simple a través de la membrana representada por la recta azul 

b) A que la curva roja representa un aumento de la velocidad debido a una mayor concentración de la molécula a transportar respecto a la concentración en la recta azul

c) El aumento de velocidad de la curva roja respecto a la recta azul se debe a la mayor permeabilidad de la membrana plasmática

d) La diferencia de velocidad entre ambas curvas tiene que ver con que en la curva azul la velocidad se encuentra reducida debido a que existe un mecanismo de regulación negativa que hace que cuando aumenta la concentración va reduciendose el transporte de la molécula. El transporte representado por la curva roja carece de ese mecanismo de regulación

38 SOLUCIÓN: ¿A qué es debido que no exista diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas? (en los puntos señalados por la flecha)

a) A que el sistema de transporte representado por la gráfica roja llega a la misma velocidad con una menor diferencia de concentración entre el exterior e interior de la membrana debido a que tiene un sistema de transporte

b) A que el sistema de transporte representado por la gráfica azul llega a la misma velocidad con una menor diferencia de concentración entre el exterior e interior de la membrana debido a que tiene un sistema de transporte

c) A que el sistema de transporte representado por la gráfica roja llega a la misma velocidad con una mayor diferencia de concentración de la molécula a transportar entre el exterior e interior de la membrana debido a que tiene un sistema de transporte

d) A que antes o después se llega a la misma concentración porque la célula va a tener una necesidad determinada del soluto a transportar

39 PREGUNTA: ¿A qué es debido que casi no exista diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas en el punto señalado por la flecha?

a) Existe tanta diferencia de soluto a través de la membrana que la capacidad de transporte del canal o la permeasa (gráfica roja) se han saturado y la difusión a través de la membrana (gráfica azul) es ahora más importante y por ese motivo ambas gráficas coinciden 

 
b) Existe una diferencia insignificante de soluto a través de la membrana que la capacidad de transporte del canal o la permeasa (gráfica roja) se han saturado y la difusión a través de la membrana (gráfica azul) es ahora más importante y por ese motivo ambas gráficas coinciden 

c) a) Existe tanta diferencia de soluto a través de la membrana que la capacidad de transporte del canal o la permeasa (gráfica azul) se han saturado y la difusión a través de la membrana (gráfica roja) es ahora más importante y por ese motivo ambas gráficas coinciden 

d) Existe tanta diferencia de soluto a través de la membrana que la capacidad de transporte del canal o la permeasa (gráfica azul) se han regulado negativamente y la difusión a través de la membrana (gráfica roja) como no tiene mecanismos de regulación es ahora más importante y por ese motivo ambas gráficas coinciden

RESULTADOS:

2 SOLUCIÓN: La bomba de sodio/glucosa internaliza sodio y glucosa desde el lumen intestinal al citoplasma de las células intestinales utilizando el gradiente de sodio para transportar glucosa al interior de la célula. ¿Cómo genera el organismo el gradiente de sodio?

a) El sodio siempre está en mayor concentración en el exterior de la célula FALSO
b) El sodio se concentra en el exterior de la célula gracias a la bomba Na+/K+ VERDADERO
c) El sodio siempre se encuentra asociado a la glucosa con su ingesta, por eso se encuentra en mayor concentración en el exterior de la célula que en el citoplasma FALSO
d) La bomba sodio/glucosa expulsa Na+ del citoplasma al exterior de la célula con gasto de ATP
e) La glucosa arrastra el Na+ desde el citoplasma a través de un cotransporte simporte en un transportador asociado FALSO

6 SOLUCIÓN:: Señala las opciones son correctas sobre difusión facilitada

A. Significa pasar a favor del gradiente moléculas intensamente hidrofóbicas FALSO
B. Significa pasar solutos a través de bomba FALSO
C. Significa el paso de un soluto hidrofílico de un medio de mayor concentración a otro de menor concentración VERDADERO
D. Es el movimiento de moléculas de agua a través de una membrana selectiva FALSO
E. Significa el paso de aminoácidos y monosacáridos a través de una membrana en combinación con un transportador VERDADERO

10 SOLUCIÓN: Los glóbulos blancos son capaces de expulsar agua hacia el medio externo a pesar de ser éste hipotónico. Este tipo de transporte es..

A. pasivo, por simple difusión pues el agua puede atravesar libremente la membrana en ambos sentidos FALSO
B. pasivo facilitado, pues el agua, al ser polar, no puede atravesar la doble capa lipídica FALSO
C. Ninguna de las tres respuestas anteriores es la correcta FALSO
D. activo con gasto de energía, por tener que extraer agua en contra del gradiente osmótico VERDADERO

12 SOLUCIÓN: La velocidad de difusión de las moléculas a través de la membrana plasmática depende de:

a. Todas las respuestas son correctas FALSO
b. La presencia de vesículas con clatrina. FALSO, estamos hablando de difusiòn, es decir de la capacidad de atravesar la membrana plasmática.
c. El tamaño de las moléculas y su carga eléctrica FALSO. Tamaño de la molécula y carga son importantes para definir si esa molécula puede atravesar la membrana. Cuando hablamos de permeabilidad de la membrana hablamos de moléculas que la pueden atravesar y otras que no pueden. La velocidad de difusión está relacionada con moléculas que si pueden atravesar la membrana por difusión simple. La velocidad de difusión dependerá del gradiente de concentración a cada lado.
d. El gradiente de concentración a cada lado. VERDADERA
e. El incremento de la solubilidad aplicada a los ratios de concentración FALSO
f. El tamaño de las moléculas dividido por el radio de su coeficiente de absorción FALSO

17 SOLUCIÓN: Marque la opción correcta acerca del transporte de solutos a través de las membranas celulares

A. El equilibrio osmótico de la célula se regula por el transporte activo de ciertos solutos. FALSO el equilibrio se logra cuando existe tanta “agua líquida” a ambos lados de la membrana. Si en un lado de la membrana hay más “agua seca” atrapada en los iones, esto lo que provocará es que haya una presión osmótica en ese lado de la membrana. Por lo tanto, el equilibrio depende de estos dos factores. Si hay un transporte activo ese transporte lo que haría es romper este equilibrio.
B. Los aniones atraviesan las membranas celulares mediante el mecanismo de transporte activo, mientras que los cationes lo hacen por transporte pasivo FALSO. Es la típica pregunta para despistar
C. El transporte pasivo de Na+ responsable del equilibrio osmótico de la célula, se realiza mediante la bomba de Na+. FALSO
D. Algunos iones pueden ser transportados en contra de sus gradientes electroquímicos sin gasto de energía CORRECTO, es el caso de bombas sinporte o antiporte acopladas a otro ion que tenga una diferencia de concentración muy grande. Por ejemplo, imaginemos una bomba simporte (pasan los dos al mismo tiempo y en la misma dirección) ion A e ion B. El ion A cruza en contra de su gradiente pero la diferencia de gradiente es muy pequeña. El ion B tiene una diferencia de gradiente muy grande y a su favor por lo que pasa de una lado a otro sin gasto de energía arrastrando consigo al ion A.

20 SOLUCIÓN: Señala la frase o frases correctas con respecto a la bomba de sodio potasio:

a. Mantiene a la célula en equilibrio FALSO
b. Es una proteína transmembrana que hidroliza al ATP VERDADERO
c. Transporta a ambos iones contra su gradiente de concentración VERDADERO
d. Al ser electrogénica, es fundamental su contribución al potencial de membrana en reposo de las células VERDADERO
e. La bomba mantiene la superficie celular con una carga negativa que se contrarresta con una carga positiva por la acción de un intercambio de iones en equilibrio por la osmolaridad entre exterior y interior FALSO

21 SOLUCIÓN: Verificar: El mecanismo por el que actúa la bomba de sodio-potasio es....

A. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ADP a ATP y fosfato, para introducir en el citoplasma dos iones potasio y extraer tres iones sodio. FALSO
B. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP a ADP y fosfato, para introducir en el citoplasma dos iones potasio y extraer tres iones sodio. VERDADERO
C. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ADP a ATP y fosfato, para introducir en el citoplasma tres iones potasio y extraer dos iones sodio FALSO
D. Utiliza la energía liberada en la ruptura de una molécula de ATP a ADP y fosfato, para introducir en el citoplasma tres iones potasio y extraer dos iones sodio. FALSO

22 SOLUCIÓN: ¿Cuál o cuáles de estas funciones son propias de la bomba de Na/K?
 
a. Generar diferencias de concentración de Na+ o K+ para que otros transportadores pasivos utilicen indirectamente la energía potencial acumulada en este gradiente. VERDADERO
b. Intervenir en la regulación del volumen celular. FALSO
c. Generar un potencial eléctrico de membrana. VERDADERO
d. Eliminar las diferencias en las concentraciones de Na+ y K+ intra y extracelulares. FALSO
e. La bomba mantiene una carga positiva por la acción de un intercambio de iones en equilibrio por la osmolaridad entre exterior y interior FALSO 

25 SOLUCIÓN: El transportador de glucosa del eritrocito GLUT-1

A) es una proteína integral de la membrana CORRECTO son glicoproteínas de doce dominios transmembranales en estructura α hélice
B) transporta la glucosa en contra del gradiente de concentración FALSO. Ver video aquí a partir de min. 2:40
C) sufre cambios conformacionales durante el transporte CORRECTO La glucosa ingresa a la célula en cuatro etapas: 1)se une al transportador en la cara externa de la membrana; 2) el transportador cambia de conformación y la glucosa y su sitio de unión quedan localizados en la cara interna de la membrana; 3) el transportador libera la glucosa al citoplasma, y 4) el transportador libre cambia nuevamente de conformación, expone el sitio de unión a la glucosa en la cara externa y retorna a su estado inicial
D) puede transportar otras moléculas parecidas a la glucosa CORRECTO GLUT1 ingresa glucosa y galactosa

29 SOLUCIÓN: Las permeasas... señala la opción correcta

A) pueden transportar moléculas contra el gradiente de concentración FALSO
B) son proteínas que se encuentran en el citoplasma celular FALSO
C) son muy específicas respecto al tipo de molécula que transportan VERDADERO
D) nunca se saturan FALSO
E) Tienen compuertas que se activan bien por voltaje, sustrato o mecanoactivadas FALSO

30 SOLUCIÓN: Si dos sustancias tienen distinto coeficiente de partición octanol/agua (K)

A) no atraviesan la membrana FALSO
B) la atraviesan con la misma velocidad FALSO
C) la que tenga mayor K pasará más rápido VERDADERO
D) la que tenga mayor K pasará más despacio FALSO 

Video explicativo aquí
33 SOLUCIÓN: El transporte activo asociado a la hidrólisis del ATP. Señala la opción o opciones correctas

A) permite regular, directa o indirectamente, la concentración intracelular de ciertos iones VERDADERO
B) ayuda al mantenimiento de una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana FALSO
C) ayuda a controlar el volumen celular FALSO
D) en ciertos casos, puede funcionar en sentido inverso y generar ATP VERDADERO

36 SOLUCION: La bomba H+/K+ de las células parietales del estómago regula su producción (escoge la opción correcta)

a) Invaginando las bombas en vesículas intracitoplasmáticas VERDADERA
b) Mediante una compuerta en la bomba que se activa al llegar a un pH bajo
c) Mediante una compuerta en la bomba que se activa al llegar a un pH elevado
d) La bomba H+/K+ de las células parietales del estómago regula su producción mediante una regulación negativa al disminuir el flujo a través el canal de la bomba
e) La bomba tiene un receptor que reconoce el cambio acídico del lumen gástrico y actua disminuyendo el flujo de protones hacia el lumen

37 SOLUCIÓN: ¿A qué es debido la diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas? (en los puntos señalados por la flecha)

La solución es: a) A que la curva roja representa una difusión facilitada dependiente de una permeasa o una porina y a una concentración de una molécula dada es mayor que la difusión simple a través de la membrana representada por la recta azul 

Ver video aquí

38 SOLUCIÓN: ¿A qué es debido que no exista diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas? (en los puntos señalados por la flecha)

La respuesta verdadera es: a) A que el sistema de transporte representado por la gráfica roja llega a la misma velocidad con una menor diferencia de concentración entre el exterior e interior de la membrana debido a que tiene un sistema de transporte 

Ver video aquí

39 SOLUCIÓN: ¿A qué es debido que casi no exista diferencia de velocidad de transporte entre estas dos cinéticas en el punto señalado por la flecha?

La solución es: a) Existe tanta diferencia de soluto a través de la membrana que la capacidad de transporte del canal o la permeasa (gráfica roja) se han saturado y la difusión a través de la membrana (gráfica azul) es ahora más importante y por ese motivo ambas gráficas coinciden

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