Transporte activo

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Una power point para alumnos de primero medio, educación chilena, sobre transporte activo. Se presentan los conceptos básicos y se incluyen animaciones que facilitan la comprensión del tema

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Transporte activo

  1. 1. 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
  2. 2. 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
  3. 3. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  4. 4. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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.
  5. 5. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Transporte Activo Primario • 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
  6. 6. 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 ATP ADP 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+ P Pi 1 2 3 4 5 6
  7. 7. 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
  8. 8. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 2 La unión de Na+ promueve la fosforilación de la proteína por el ATP. Na+ unido ATP ADP P 2
  9. 9. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 3 La fosforilación causa un cambio en la forma de la proteína, bombeando Na+ al exterior. Na+ liberado P 3
  10. 10. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 4 K+ extracelular se une a la proteína bomba. P K+ 4
  11. 11. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 5 El K+ unido gatilla la liberación del Fosfato. La proteína bomba retorna a su conformación original . K+ unido Pi 5
  12. 12. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 6 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 K+ liberado 6
  13. 13. 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 ATP ADP 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+ P Pi 1 2 3 4 5 6
  14. 14. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  15. 15. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  16. 16. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.11 El ATP-usado en la bomba Na+ -K+ almacena energía creando un exagerado Gradiente de concentración para 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 concentración hacia el interior de la célula. Transportador simporte Na+ -glucosa cargando Glucosa desde El FEC Transportador simporte Na+ -glucosa liberando glucosa en el citoplasma Glucosa Bomba Na+ -K+ Citoplasma Fluido Extracelular 1 2
  17. 17. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.11 Paso 1 El ATP-usado en la bomba Na+ -K+ almacena energía creando un exagerado Gradiente de concentración para que el Na+ entre a la célula. Bomba Na+ -K+ Citoplasma Fluido extracelular 1
  18. 18. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.11 Paso 2 El ATP-usado en la bomba Na+ -K+ almacena energía creando un exagerado Gradiente de concentración para que el Na+ entre a la célula. A medida que el Na+ difunde de vuelta a través de la membrana una proteína cotransportadora, conduce glucosa contra su gradiente de concentración hacia el interior de la célula. transportador Simporte Na+ -glucosa cargando Glucosa desde el FEC transportador Simporte Na+ -glucosa liberando glucosa En el citoplasma Glucosa Bomba Na+ -K+ Citoplasma Fluido extracelular 1 2 FEC=FLUIDO EXTRACELULAR
  19. 19. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. transporte vesicular • Transporte de partículas grandes, macromoléculas y fluidos a través de la membrana plasmática • Requiere de energía celular (ej., ATP)
  20. 20. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  21. 21. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Endocitosis y transcitosis • Involucra formación de vesículas envueltas por proteínas • A menudo están mediadas por un receptor, por lo tanto, son muy selectivas
  22. 22. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Invaginación revestida ingiere substancias. Vesícula, cubierta de proteínas, separada Proteínas de la cubierta separadas y recicladas a la membrana plasmática. vesícula no cubierta se fusiona con un endosoma. Transporte de la vesícula, contiene componentes de la membrana, se mueve a a la membrana (reciclaje). Vesícula fusionada puede (a) fusionarse con lisosoma para digestión de contenido, o(b) Descargar su contenido A la membrana plasmática En el lado opuesto de la célula (transcitosis). cubierta proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática Endosoma lisosoma Vesícula de transporte (b) (a) Vesícula endocítica sin cubierta citoplasma 1 2 3 4 5 6
  23. 23. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 1 Invaginación revestida ingiere substanciasenvoltura proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática citoplasma 1
  24. 24. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 2 Invaginación revestida ingiere substancias . Vesícula Cubierta de proteínas separada . envoltura proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática citoplasma 1 2
  25. 25. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 3 Invaginación revestida ingiere substancias Vesícula Cubierta de proteínas separada . Proteínas de la cubierta separadas y recicladas a la membrana plasmática cubierta proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática citoplasma 1 2 3
  26. 26. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 4 Invaginación revestida ingiere substancias . Vesícula Cubierta de proteínas separada . Proteínas de la cubierta separadas y recicladas a la membrana plasmática. vesícula no cubierta se fusiona con un endosoma. envoltura proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática EndosomaVesícula endocítica sin cubierta citoplasma 1 2 3 4
  27. 27. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 5 Invaginación revestida ingiere substancias Vesícula Cubierta de proteínas separada . Proteínas de la cubierta separadas y recicladas a la membrana plasmática. vesícula no cubierta se fusiona con un endosoma. envoltura proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática Endosoma Vesícula de transporte Vesícula endocítica sin cubierta citoplasma 1 2 3 4 5Transporte de la vesícula, Contiene componentes de la membrana, se mueve a la membrana (reciclaje). .
  28. 28. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 6 Invaginación revestida ingiere substancias Vesícula Cubierta de proteínas separada . Proteínas de la cubierta separadas y recicladas a la membrana plasmática. vesícula no cubierta se fusiona con un endosoma. Vesícula fusionada puede (a) fusionarse con lisosoma para digestión de contenido, o(b) Descargar su contenido A la membrana plasmática En el lado opuesto de la célula (transcitosis). envoltura proteica (típicamente clatrina) fluido extracelular Membrana plasmática Endosoma lisosoma Vesícula de transporte (b) (a) Vesícula endocítica sin cubierta citoplasma 1 2 3 4 5 6 Transporte de la vesícula, Contiene componentes de la membrana, se mueve a la membrana (reciclaje). .
  29. 29. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Endocitosis • Fagocitosis—Los pseudópodos engullen sólidos y los introducen a la célula • Ej.: Macrófagos y otros leucocitos
  30. 30. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13a fagosoma (a) Fagocitosis La célula engulle una partícula grande formando proyecciones de pseudópodos (“falsos pies”) alrededor de la partícula y la incorpora rodeada por membrana, formando un saco llamado fagosoma. El fagosoma se combina con un lisosoma. El contenido no digerido permanece en la vesícula (ahora llamado cuerpo residual) o es eyectado por exocitosis. La vesícula puede o no estar cubierta por proteínas, pero tiene receptores capaces de unirse a microorganismos o a partículas sólidas.
  31. 31. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  32. 32. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13b vesícula (b) Pinocitosis la 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.
  33. 33. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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
  34. 34. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.13c vesícula Receptor reciclado a la membrana plasmática (c) Endocitosis mediada por Receptor: Una substancia extracelular se une a un receptor especifico. Las Proteínas, en las regiones de invaginación 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 combinados con un lisosoma para digerir el contenido. Los Receptores son reciclados a la membrana plasmática en vesículas.
  35. 35. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Exocitosis • Ejemplos: • Secreción de Hormonas • Liberación de Neurotransmisores • Secreción de Mucus • Eyección de desechos
  36. 36. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.14a 1 La membrana- Unida a la vesícula migra a la membrana plasmática. 2 Ahí, proteínas en la superficie de la vesícula (v-SNAREs) se unen a t-SNAREs (proteínas de la Membrana plasmática). El proceso de exocitosis Fluido extracelular membrana plasmática SNARE (t-SNARE) Vesícula secretora vesícula SNARE (v-SNARE) Molécula a ser secretada citoplasma v- y t-SNAREs fusionadas 3 La vesícula y la membrana Plasmática se Fusionan y se abre un poro. 4 El contenido de la vesícula es liberado al exterior de la célula. Fusión del poro formado
  37. 37. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Resumen de Procesos Activos Proceso Fuente de energía Ejemplo Transporte Activo Primario 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
  38. 38. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. 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+ )
  39. 39. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.15 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 de La membrana plasmática. K+ también se mueve al interior de la célula debido a que ellos son atraídos A 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 de la célula. En este punto, el gradiente de Concentración promueve la salida de K+ exactamente en forma opuesta al gradiente eléctrico para la entrada de K+ . Canales de Fuga de K+ Aniones proteicos (incapaces de seguir al K+ a través de la membrana) citoplasma fluido extracelular

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