Transporte activo

Diapositivas PowerPoint® Preparadas por Janice Meeking, Mount Royal College, Traducidas, modificadas y adaptadas por GAToledo, SFC.

Unidad

Departamento de Ciencias, SFC, 2013.

1

Membrana celular: Transporte activo

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc.

Transporte a través de membrana: Proceso activo

• Dos tipos de procesos activos:

• Transporte Activo

• Transporte vesicular

• Ambos usan ATP para mover solutos a través de las membranas plasmáticas.

http://www.slideshare.net/gustavotoledo/3-d-transporte-membranaok


Transporte Activo

• Requiere Proteínas Transportadoras (Bombas de soluto)

• Mueve solutos contra un gradiente de concentración

• Tipos de Transporte Activo:

• Transporte Activo Primario

• Transporte Activo secundario


Transporte Activo Primario

• La energía vine de la hidrólisis de ATP y causa un cambio en la forma de la proteína de Transporte. Así, los solutos unidos a la proteína (iones) son “bombeados” a través de la membrana.



• Bomba sodio-potasio(Na+-K+ ATPasa)

• Localizada en todas las membranas plasmáticas.

• Involucradas en el Transporte Activo primario y Transporte Activo Secundario de nutrientes y iones.

• Mantiene gradientes electroquímicos, lo cual es esencial para el funcionamiento de músculos y de neuronas.

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter38/how_the_sodium_potassium_pump_works.html

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10

Fluido extracelular

El K+ es liberado desde la proteína bomba y el sitio del Na+ está listo para unirse de nuevo al Na+. El ciclo se repite

La unión de Na+ promueve la fosforilación de la proteína por el ATP.

Na+ citoplasmático se une a la proteína bomba

Na+

Bomba Na+-K+

K+ liberado

Sitio de unión del ATP Na+ unido

Citoplasma

ATPADP

P

K+

El K+ unido gatilla la liberación del Fosfato. La proteína bomba retorna a su conformación original

La fosforilación causa un cambio en la forma de la proteína, bombeando Na+ al exterior.

K+ extracelular se une a la proteína bomba.

Na+ liberado

K+ unido

P

K+

PPi

1

2

3

4

5

6

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 1

fluido extracelular

Na+ citoplasmático se une a la proteína bomba.

Na+

Bomba Na+-K+

Sitio de unión al ATP

Citoplasma

K+

1



Na+ unido

ATPADP

P

2



Na+ liberado

P

3



P

K+

4


El K+ unido gatilla la liberación del Fosfato. La proteína bomba retorna a su conformación original.

K+ unido

Pi

5



K+ liberado

6


Fluido extracelular



Na+ citoplasmático se une a la proteína bomba

Na+

Bomba Na+-K+

K+ liberado

Sitio de unión del ATP Na+ unido

Citoplasma

ATPADP

P

K+

El K+ unido gatilla la liberación del Fosfato. La proteína bomba retorna a su conformación original



Na+ liberado

K+ unido

P

K+

PPi

1

2

3

4

5

6


Transporte Activo secundario

• Depende de un gradiente iónico creado por el Transporte Activo Primario.

• La Energía almacenada en el gradiente iónico es usada indirectamente para conducir el transporte de otros solutos.

http://www.bionova.org.es/animbio/anim/activo1.swf


Transporte Activo secundario• Co-Transporte—siempre Transporta a más de una

sustancia a la vez

• Sistema Simporte: Dos substancias Transportadas en la misma dirección (“one direction”)

• Sistema Antiporte: Dos substancias Transportadas en direcciones opuestas

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/student_view0/chapter38/cotransport__symport_and_antiport_.html


El ATP-usado en la bomba Na+-K+

almacena energía creando un exagerado Gradiente de concentraciónpara que el Na+ entre a la célula.

A medida que el Na+ difunde de vuelta a través de la membrana una proteína co-transportadora, conduce glucosa contra su gradiente de concentraciónhacia el interior de la célula.

TransportadorsimporteNa+-glucosacargandoGlucosa desdeEl FEC

Transportadorsimporte Na+-glucosaliberando glucosaen el citoplasma

Glucosa

BombaNa+-K+

Citoplasma

Fluido Extracelular

1 2




Bomba Na+-K+

Citoplasma

Fluido extracelular

1




A medida que el Na+ difunde de vuelta a través de la membrana una proteína cotransportadora, conduce glucosa contra su gradiente de concentraciónhacia el interior de la célula.

transportadorSimporteNa+-glucosacargandoGlucosa desdeel FEC

transportadorSimporte Na+-glucosaliberando glucosaEn el citoplasma

Glucosa

BombaNa+-K+

Citoplasma

Fluido extracelular

1 2

FEC=FLUIDO EXTRACELULAR


transporte vesicular

• Transporte de partículas grandes, macromoléculas y fluidos a través de la membrana plasmática

• Requiere de energía celular (ej., ATP)


transporte vesicular

• Funciones:

• Exocitosis—Transporte fuera de la célula

• Endocitosis—Transporte hacia adentro de la célula

• Transcitosis—Transporte hacia adentro, a través de ella y luego hacia afuera de la célula

• Tráfico de Substancia (vesicular)—Transporte desde un área o desde un organelo hacia otro en una misma célula


Endocitosis y transcitosis

• Involucra formación de vesículas envueltas por proteínas

• A menudo están mediadas por un receptor, por lo tanto, son muy selectivas


Invaginaciónrevestida ingieresubstancias.

Vesícula,cubierta deproteínas,separada

Proteínas de la cubierta separadasy recicladas a lamembrana plasmática.

vesícula no cubierta se fusiona con un endosoma.

Transporte de la vesícula, contiene componentes de la membrana, se mueve aa la membrana (reciclaje).

Vesícula fusionada puede (a)fusionarse con lisosoma paradigestión de contenido, o(b) Descargar su contenidoA la membrana plasmáticaEn el lado opuesto de la célula(transcitosis).

cubierta proteica(típicamenteclatrina)

fluido extracelular Membranaplasmática

Endosoma

lisosoma

Vesícula detransporte

(b)(a)

Vesículaendocíticasin cubierta

citoplasma

1

23

4

5

6


Invaginaciónrevestida ingieresubstanciasenvoltura proteica

(típicamenteclatrina)


citoplasma

1



VesículaCubierta deproteínasseparada.

envoltura proteica(típicamenteclatrina)


citoplasma

1

2


Invaginaciónrevestida ingieresubstancias


Proteínas de la cubierta separadasy recicladas a lamembrana plasmática

cubierta proteica(típicamenteclatrina)


citoplasma

1

2

3








EndosomaVesículaendocíticasin cubierta

citoplasma

1

2

3

4








Endosoma

Vesícula de transporte


citoplasma

1

23

4

5 Transporte de la vesícula, Contiene componentes de

la membrana, se muevea la membrana (reciclaje).

.






Vesícula fusionada puede (a)fusionarse con lisosoma paradigestión de contenido, o(b) Descargar su contenidoA la membrana plasmáticaEn el lado opuesto de la célula(transcitosis).



Endosoma

lisosoma

Vesícula de transporte

(b)(a)


citoplasma

1

23

4

5

6

Transporte de la vesícula, Contiene componentes de

la membrana, se muevea la membrana (reciclaje).

.


Endocitosis

• Fagocitosis—Los pseudópodos engullen sólidos y los introducen a la célula

• Ej.: Macrófagos y otros leucocitos

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13a

fagosoma

(a) FagocitosisLa célula engulle una partícula grande formando proyecciones de pseudópodos (“falsos pies”) alrededor de la partícula y la incorporarodeada por membrana, formandoun saco llamado fagosoma. El fagosoma se combina con unlisosoma. El contenido nodigerido permanece en lavesícula (ahora llamado cuerporesidual) o es eyectado porexocitosis. La vesícula puede ono estar cubierta por proteínas,pero tiene receptores capaces de unirse a microorganismos o apartículas sólidas.


Endocitosis, tipo Pinocitosis

• Pinocitosis—La membrana plasmática se invagina e incorpora fluidos y solutos, transportándolos desde el medio extracelular hacia el interior de la célula

• Esto ocurre durante la absorción de Nutrientes en el intestino delgado

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13b

vesícula

(b) Pinocitosisla célula incorpora gotas de fluido extracelular que contiene solutos en pequeñas vesículas. No se usan receptores, de modo Que el proceso no es específico. La mayoría de las vesículas están cubiertas por proteínas.


Endocitosis

• Endocitosis mediada por Receptor—invaginación cubierta por clatrina— provee la principal ruta para la endocitosis y la transcitosis.

• Ej. Incorporación de enzimas de baja densidad, lipoproteínas, hierro e insulina

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13c

vesícula

Receptor reciclado a la membrana plasmática

(c) Endocitosis mediadapor Receptor: Una substancia extracelular se une a unreceptor especifico. Las Proteínas, en las regiones deinvaginación cubierta por proteína, capacita a la célula para ingerir y concentrar sustancias específicas (Ligandos) en vesículas cubiertas por proteínas. Los Ligandos pueden simplemente ser liberados dentro de la célula o combinadoscon un lisosoma para digerir elcontenido. Los Receptores son recicladosa la membrana plasmática en vesículas.


Exocitosis

• Ejemplos:

• Secreción de Hormonas

• Liberación de Neurotransmisores

• Secreción de Mucus

• Eyección de desechos

Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.14a

1 La membrana-Unida a la vesícula migra a la membrana plasmática.

2 Ahí, proteínasen la superficiede la vesícula (v-SNAREs) se unena t-SNAREs (proteínas de la Membrana plasmática).

El proceso de exocitosis

Fluido extracelular

membrana plasmáticaSNARE (t-SNARE)

Vesículasecretora

vesículaSNARE(v-SNARE)

Molécula aser secretadacitoplasma

v- yt-SNAREs

fusionadas

3 La vesículay la membrana Plasmática seFusionan y se abre un poro.

4 El contenidode la vesículaes liberado al exteriorde la célula.

Fusión del poro formado


Resumen de Procesos Activos

Proceso Fuente de energía

Ejemplo


ATP Bomba de iones a través de la membrana

Transporte Activo secundario

Gradiente iónico Movimiento de solutos polares o con carga eléctrica a través de la membrana

exocitosis ATP Secreción de hormonas y neurotransmisores

Fagocitosis ATP Fagocitosis por Leucocitos

Pinocitosis ATP Absorción por células intestinales

Endocitosis mediada por Receptor

ATP Ingreso de Hormonas y colesterol


Potencial de Membrana

• La separación de partículas con cargas opuestas (iones) a través de la membrana crea un potencial de membrana (energía potencial medida como voltaje)

• Potencial de membrana en reposo (PMR): Voltaje medido en estado de reposo en todas las células

• Su rango va desde –50 a –100 mV en diferentes células

• Resulta de la difusión y Transporte Activo de iones (principalmente K+)


1

2

3

K+ difunde a favor de su gradiente de Concentración (hacia fuera de la célula) Vía canales de fuga. La pérdida de K+ resulta En una carga negativa en la cara interna deLa membrana plasmática.

K+ también se mueve al interior de la célula debido a que ellos son atraídosA la carga negativa establecida en la cara Interna de la membrana plasmática.

un potencial de membrana en reposo Negativo (–90 mV) se establece cuando el Movimiento de K+ hacia afuera de la célula Iguala al movimiento de K+ hacia adentro dela célula. En este punto, el gradiente deConcentración promueve la salida de K+ exactamente en forma opuesta al gradienteeléctrico para la entrada de K+.

Canales deFuga de K+

Aniones proteicos (incapaces de seguiral K+ a través de lamembrana)

citoplasma

fluido extracelular