ENTRADA 9: Identificación de Fuentes de Información para apoyo al Proceso de Enseñanza Aprendizaje

LA MEMBRANA CELULAR :

La célula mantiene su composición interna debido a que la membrana celular es selectivamente permeable a las moléculas pequeñas. La mayoría de las moléculas biológicas es incapaz de traspasar a través de la bicapa fosfolipídica, por lo que la membrana plasmática constituye una barrera que impide el libre intercambio de moléculas entre el citoplasma y el medio externo de la célula. Las proteínas son las responsables de controlar el tránsito selectivo de las moléculas pequeñas a través de la membrana, esto permite que la propia célula pueda controlar la composición química de su citoplasma.

 

Tomada de: http://ciam.ucol.mx/villa/materias/RMV/biologia%20I/apuntes/2a%20parcial/celula/Transporte%20Celular.htm

TRANSPORTE PASIVO:

 Es el mecansimo más sencillo mediante el cual las moléculas pueden pasar a traves d ela membrana, el flujo neto se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay más concentración de la molécula hacia el medio donde hay menos concentración.  Esto se puede dar de dos maneras diferentes:

DIFUSIÓN SIMPLE: Las moléculas se disuelven en la bicapa y sólo pasan moléculas pequeñas e hidrofóbicas  como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Los gases O₂, N₂, y el CO₂. Algunas moléculas polares sin carga de muy pequeño tamaño, como el agua,  el etanol y la glicerina, son capaces de atravesar la membrana por difusión simple, en ambos sentidos y sin gasto de energía. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis.

 

Tomada de: http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/B2_CELULA/t22_MEMBRANA/diapositivas/38_Diapositiva.jpg

DIFUSIÓN FACILITADA: Al igual que la anterior el movimiento de las moléculas es determinada por su concentración dentro o fuera de la célula. No interviene ninguna fuente de energía externa,  las moléculas se desplazan según su gradiente y las moléculas cargadas según su potencial eléctrico. Estas moléculas no se disuelven en la bicapa, sin embargo, su tránsito viene mediado por proteínas que impiden que dichas moléculas interactúen con los ácidos grasos de membrana. Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos, carbohidratos, nucleótidos e iones.

 

Tomada de: http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2bch/B2_CELULA/t22_MEMBRANA/diapositivas/40_Diapositiva.jpg

Se pueden distinguir dos tipos de proteínas transportadoras que intervienen en la difusión facilitada:

Proteínas Transportadoras: Se unen a un lado de la membrana y a la molécula a transportar, luego la proteínas sufre un cambio conformacional que permite que la molécula pase y sea liberada en el otro extremo.

Proteínas Canal: Forman poros abiertos a través de la membrana y permiten la libre difusión de cualquier molécula del tamaño y la carga apropiada.

 Tomada de: http://portales.educared.net/wikiEducared/images/3/33/TiposProteinasTransportadoras.jpg

 

TRANSPORTE ACTIVO:

En muchos momentos la célula debe transporta moléculas en contra de su gradiente electroquímico. En el transporte activo, se utiliza la energía proporcionada por otra reacción acoplada (como la hidrólisis de ATP) para dirigir el transporte de las moléculas en la dirección energéticamente desfavorable. Algunos tipos de transporte activo son:

DIRIGIDO POR LA HIDRÓLISIS DE ATP:

Las bombas iónicas, unas proteínas integrales de membrana responsables el gradiente iónico a través de la membrana plasmática, por ejemplo, la concentración de cationes Na+ es diez veces superior fuera que dentro de las células, mientras que concentración K+ de es mayor dentro que fuera de ella.

La bomba de Na+- K+ utiliza la energía obtenida de la hidrólisis de ATP para transportar Na+ y K+ contra el gradiente. El  transporte es el resultado de una serie de cambios conformacionales de la bomba, gracias al ATP. En primer lugar, los iones Na+ se unen a sitios de alta afinidad, esto estimula la hidrólisis de ATP, lo que produce un cambio conformacional y libera a los iones al exterior. Posteriormente, los sitios de alta afinidad del K+ se dejan expuestos, la unión de este ion extracelular estimula la hidrólisis del grupo fosfato unido a la bomba y produce un segundo cambio conformacional y liberando el K+ al citosol. Por cada tres iones Na+ transportados al exterior por la bomba se transportan dos iones K+ al interior celular. El potencial de membrana y gradiente electroquímico de Na+ y K+ mantenido por la ATPasa de Na+ y K+ sirve para la propagación de señales eléctrica en los nervios y músculos, así como en el mantenimiento de un equilibrio osmótico y volumen celular adecuado.

Además la energía acumulada en el gradiente de Na+ determinado por la ATPasa de Na+- K+ también se utiliza para el transporte activo de otras moléculas en contra de su gradiente de concentración, (ej. glucosa), un proceso llamado cotransporte o transporte activo secundario.

Tomada de: http://iescarin.educa.aragon.es/estatica/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%201/6-13.jpg

BIBLIOGRAFIA   RECOMENDADA:

 

UNIVERSIDAD DE GRANADA, Membrana y Transporte. [en línea]http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm#_Toc54617739

[Citado el 24 de Octubre de 2010]

UNIVERSIDAD DE COLIMA, Transporte a través de la membrana. [en línea]

http://ciam.ucol.mx/villa/materias/RMV/biologia%20I/apuntes/2a%20parcial/celula/Transporte%20Celular.htm

[Citado el 24 de Octubre de 2010]

EDUCARED, La membrana plasmática. [en línea]

http://portales.educared.net/wikiEducared/index.php?title=La_membrana_plasm%C3%A1tica

[Citado el 24 de Octubre de 2010]

ZAMORA, Roberto. La membrana y el transporte celular. [en línea]

http://www.scribd.com/doc/3801641/La-membrana-y-el-transporte-celular

[Citado el 24 de Octubre de 2010]

COOPER, Geoffrey et al . La célula: membranas celulares. 5ta ed. Madrid: Marbán libros, S.L, 2009. 818p.

KARP, Gerald. Biología celular y mlecular: Transporte de la membrana.  5ta ed. México: Mc Graw Hill, 2009. 776p.

  

 

(*)ENTRADA 8: Evaluación de la literatura y sus resultados.

(*)LA MEMBRANA CELULAR:

Tomada de : http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-2-1.html

La estructura y función de las células dependen de gran manera de las membranas, que no sólo separan el interior de la célula de su entorno sino que también definen los comportamientos internos de las células eucariotas,  incluyendo las organelas de núcleo y citoplasma. La formación de membranas biológicas se basa en las propiedades de los lípidos, y todas las membranas celulares comparten una misma organización estructural: bicapas de fosfolípidos con proteínas asociadas.

La función esencial de la membrana plasmática es mantener el medio interno diferenciado del entorno, dándole una independencia. Esto es posible gracias a que la membrana  y el medio acuoso en que se encuentran son hidrofóbicos e hidrofilicos respectivamente. Las funciones de transporte que desempeñan las proteínas,  el trabajo conjunto de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio externo.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA:

1.     DÍVISIÓN EN COMPARTIMENTOS:  La membrana plasmática encierra el contenido de toda la célula, esto permite que hayan actividades especializadas sin interferencia externa y permite la regulación de las actividades independiente de las hojas.

2.     SITIOS PARA LAS ACTIVIDADES BIOQUÍMICAS:  La membrana proporciona  a la célula un marco extenso o andamiaje dentro del cual pueden ordenarse componentes para que la interacción sea efectiva.

3.    BARRERA PERMEABLE SELECTIVA: Las membranas evitan el intercambio irrestricto de moléculas de un lado a otro, suministran comunicación entre los diferentes compartimientos.

4.    TRANSPORTE DE SOLUTOS: La membrana contiene maquinaria para el transporte físico de sustancias de un lado de la membrana al otro, esto permite acumular sustancias, como azúcares y aminoácidos, lo que favorece el metabolismo y la síntesis de macromoléculas, también transporta iones específicos estableciendo gradientes iónicos.

5.    RESPUESTA A SEÑALES EXTERNAS: La membrana plasmática posee un papel crítico en la respuesta de una célula a los estímulos externos, conocido como transducción de señales. Esto es gracias a los receptores de membrana que permiten la comunicación entre células para informar por ejemplo que se elabore más glucógeno, se prepare para la división celular, se mueva, libere calcio de sus reservas o que incluso cometa suicidio. 

6.    INTERACCIÓN CELULAR: La membrana media las interacciones entre una célula y sus vecinas, puedan ser reconocidas y se envíen señales entre sí, se adhieran adecuadamente e intercambien materiales e información.

COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA:


Modelo de Mosaico Fluido:

Tomada de: http://www.biologia.edu.ar/cel_euca/images/mosaicofluido.gif

1.-Bicapa de fosfolípidos

2.-Lado externo de la membrana

3.-Lado interno de la membrana

4.-Proteína intrínseca de la membrana

5.-Proteína canal iónico de la membrana

6.-Glicoproteína

7.- Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa

8.-Moléculas de colesterol

9.-Cadenas de carbohidratos

10.-Glicolípidos

11.-Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido

12.-Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido

 

 LÍPIDOS DE MEMBRANA:

Los bloques de construcción fundamentales de todas las membranas celulares son los fosfolípidos, que son moléculas antipáticas. Debido a sus colas de ácidos grasos que son escasamente solubles en agua, los fosfolípidos forman bicapas espontáneamente en soluciones acuosas, con las colas enterradas en el interior de la membrana y sus cabezas polares expuestas al contacto con el medio acuoso. Los lípidos representan el 50% de la masa de la membrana, en los mamíferos existen cuatro diferentes fosfolípidos: Fosfatidilcolina, Esfingomielina, Fosfatidiletanolamina, Fosfatidilserina. Además de glucolípidos y colesterol, este último proporciona rigidez a la membrana.  Estas moléculas son libres para rotar y moverse en direcciones laterales, esto mantiene la fluidez.

PROTEINAS DE MEMBRANA:

 Constituyen entre el 25%  y el 75%  de la masa de la membrana, el concepto de mosaico fluido en la que las proteínas están insertadas en una bicapa lípidica. Algunas proteínas transmembrana atraviesan la membrana una o varias veces, las proteínas integrales de membrana están embebidas directamente dentro de la bicapa y las proteínas periféricas de membrana no están insertas en la bicapa pero interactúan con las proteínas integrales de membrana. Las proteínas son responsables de muchas funciones especializadas; algunas actúan como receptores que permiten a la célula responder a señales externas, algunas actúan como receptores que permiten responder a señales externas, algunas realizan el transporte selectivo de moléculas, otras transportan electrones o actúan en la fosforilación oxidativa.

GLÚCIDOS DE MEMBRANA:

Los glúcidos están asociados mediante enlaces covalentes a los lípidos (glucolípidos) o a las proteínas (glucoproteínas) y generalmente hacen parte de la matriz extracelular. En la membrana se localizan unas glicoproteínas que identifican a otras células como integrantes de un individuo o como extrañas (inmunoreacción).

La selectividad de los canales de proteínas le permite a la célula vigilar la salida y entrada de substancias así como los transportes entre compartimentos celulares. Las proteínas de la membrana no solo hacen que el transporte a través de ella sea selectivo, sino que también son capaces de llevar a cabo transporte activo (transferencia en contra del gradiente de concentración).

COMPARACIÓN DE EUCARIOTAS Y

PROCARIOTAS:

CÉLULA EUCARIOTA:

CÉLULA PROCARIOTA:

CARACTERÍSTICAS COMUNES:

·             Membrana plasmática de estructura similar.

·         Información genética codificada en el DNA mediante códigos genéticos idénticos

·         Mecanismos similares para la transcripción y traducción de la información genética, incluidos ribosomas semejantes.

·         Rutas metabólicas compartidas (ejemplo: Glucolisis y ciclo de lso ácidos tricarboxilicos)

·         Aparato similar para la conservación de la energía química en forma de ATP (localizado en la membrana plasmática de procariotas y en la membrana mitocondrial de eucariotas)

·         Mecanismos semejantes para la fotosíntesis (entre cianobacterias y plantas verdes)

·          Mecanismos parecidos para sintetizar e insertar las proteínas de membrana.

·         Estructura similar (entre arqueobacterias y eucariotas) de proteosomas (estructuras para la digestión de proteínas).

CARACTERÍSTICAS DE LAS CELULAS EUCARIOTAS QUE NO SE ENCUENTRAN EN LAS PROCARIOTAS:

·           División de la célula en núcleo y citoplasma, separados por una envoltura nuclear que contiene estructuras complejas de poros.

·         Los cromosomas son complejos y están compuestos por DNA y protéinas relacionadas capaces de compactarse en estructuras mitóticas.

·         Organelos citoplasmáticos membranosos complejos ( incluidos el Retículo Endoplasmático, Aparato de Golgi, Lisosomas, Endosomas, Peroxisomas y Glioxisomas)

·         Organelos citoplásmicos especializados para la respiración aerobia (mitocondrias) y fotosíntesis (cloroplastos).

·         Un sistema complejo de citoesqueleto (incluidos microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos)

·         Cilios y flagelos complejos.

·         Son capaces de ingerir materiales líquidos y sólidos y atraparlos dentro de vesículas membranosas plasmáticas (endocitosis y fagocitosis)

·         Paredes celulares (en plantas) que contiene celulosa.

·           La división celular utiliza un huso mitótico que contiene micro túbulos para separar los cromosomas.

·           Presencia de dos copias de genes por célula (diploidía), un gen que proviene de cada padre.

·            Presencia de tres enzimas diferentes para sintetizar RNA (polimerasas de RNA)

·        Reproducción sexual que requiere meiosis y fecundación.

BIBLIOGRAFÍA:

ANÓNIMO. Membrana y Transporte. [en línea]

http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm

[Citado el 17 de Octubre de 2010]

CALLE CHARAJA, Leoncio. Membranas celulares. [en línea]

http://www.monografias.com/trabajos42/membranas-celulares/membranas-celulares.shtml

[Citado el 17 de Octubre de 2010]

COOPER, Geoffrey et al . La célula: membranas celulares. 5ta ed. Madrid: Marbán libros, S.L, 2009. 58-63p.

EVALUACIÓN PÁGINAS WEB

PAGINA 1 URL: http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm

PAGINA 2 URL: http://www.monografias.com/trabajos42/membranas-celulares/membranas-celulares.shtml

(*)ENTRADA 7: El sendero de la Cita

LA MITOCONDRIA:

                                                          Tomada de:http://micro.magnet.fsu.edu/cells/mitochondria/mitochondria.html

Las mitocondrias son organelos en forma de bastón que son considerados los generadores de energía de la célula, convirtiendo el oxígeno y los nutrientes en trifosfato de adenosina (ATP). El ATP es la energía química "moneda" de la célula que otorgan la capacidad de realizar actividades metabólicas. Este proceso se llama respiración aeróbica ya que necesita la presencia de oxígeno . Sin mitocondrias, los animales superiores no podrían existir debido a que sus células sólo sería capaz de obtener energía de la respiración anaerobia (en ausencia de oxígeno), un proceso muy  ineficiente a comparación con la respiración aeróbica. De hecho, las mitocondrias permiten a las células producir 15 veces más ATP de lo que podrían, y los animales superiores, como los humanos, necesitan grandes cantidades de energía para sobrevivir.

 Tomada de: http://sabanet.unisabana.edu.co/crear/paginas/fisiology/imagenes/imagenes%2520finales/mitocondria.gif
El número de mitocondrias presentes en una célula depende de las necesidades metabólicas de dicha célula, los músculos al necesitar más oxígeno y por ende más energía sus células poseen más mitocondrías. Mientras que los tejidos blancos carecen de mitocondrias como por el ejemplo el tejido adiposo. La elaborada estructura de una mitocondria es muy importante para el funcionamiento de los organelos. Dos membranas rodean especializados cada mitocondria, dividiendo el organelo en un espacio intermembrana estrecha y una matriz mucho más interna, cada una de las cuales contiene proteínas altamente especializadas. La membrana externa de una mitocondria contiene muchos canales formados por la proteína porina y actúa como un colador, filtrando las moléculas que son demasiado grandes. Del mismo modo, la membrana interna,  que posee un gran número de pliegues llamados crestas, también permite que sólo ciertas moléculas puedan pasar a través de ella.  En conjunto, los diversos compartimientos de una mitocondria son capaces de trabajar en armonía para generar ATP en un complejo proceso de múltiples pasos.

CICLO DE KREBS Y PRODUCCIÓN DE ATP

Al entra la glucosa a la célula se produce el proceso llamado Glucolisis en donde durante 10 reacciones consecutivas, el gasto de 2 ATP, se genera Piruvato, 4 ATP y 2 NADH+. El Piruvato continúa oxidandose dentro de la mitocondria, es ahí donde se convierte en Acetil CoA y comienza su vía en el ciclo de Krebs o del ácido cítrico. El ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, considerado el embudo del metabolismo, consiste ocho reacciones enzimáticas, todas ellas mitocondriales en células eucariotas.  En muchas células la acción acoplada del ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones son responsables de la mayoría de la energía en ATP.

Tomada de: http://3.bp.blogspot.com/_76e__sMytMU/SrYw1gncjUI/

AAAAAAAAAEc/tSxKbrzCn18/s320/mitocondria_funcionamiento.gif

La mitocondria es diferente de la mayoría de otros organelos, ya que tiene su propio ADN circular (similar al ADN de los procariotas) y se reproduce con independencia de la celula en la que se encuentra, un aparente caso de endosimbiosis. Los científicos presumen que hace millones de años procariotas pequeñas, de vida libre fueron engullidas, pero no se consumieron, tal vez porque eran capaces de resistir las enzimas digestivas del organismo anfitrión. Los dos organismos desarrollado una relación simbiótica con el tiempo, el organismo más grande proporcionando la más pequeña con abundantes nutrientes y el organismo más pequeño proporcionar moléculas de ATP a la más grande.

Finalmente, el ADN mitocondrial se localiza en la matriz, que también contiene una serie de enzimas, así como los ribosomas para la síntesis de proteínas. Las proteínas involucradas en la respiración, incluyendo la enzima que genera ATP, se insertan dentro de la membrana mitocondrial interna.

En la mayoría de las especies animales, las mitocondrias parecen ser principalmente heredadas a través del linaje materno, aunque algunas pocas provienen de parte paterna. Por lo general, un espermatozoide lleva a las mitocondrias en la cola como fuente de energía para su largo viaje hacia el óvulo. El cuepro humano posee el 95% de su ADN en los cromosomas mientras que el resto pertenece al ADN mitocondrial. El ADN mitocondrial se utiliza también en la ciencia forense como una herramienta para la identificación de cadáveres o partes del cuerpo, y se ha implicado en una serie de enfermedades genéticas, como la enfermedad de Alzheimer y la diabetes.


  
IMPORTANCIA DE ESTAS CITAS BIBLIOGRAFICAS:
En estas fichas bibliograficas se pudo observar la raíz de la investigación, ya que cada uno aporta a la investigación y al conocimiento una definición y un acercamiento más claro a la enfermedad producida por cada desorden y mal funcionamiento por parte de la mitocondria, el recorrido de los autores, su prestigio y su cargo en la investigación aunque no garantiza la confiabilidad a un 100%, permite que a nuestro juicio y con base a nuestros saberes previos se tome una posición critica con cada uno y se llegue a la conclusión de que cada articulo tiene una fundamentación y unos argumentos claros y concizos que no poseen cierto grado de falacia y su investigación a producido frutos para la medicina investigativa.