Membranas y transporte de membrana
Biología
Conceptos clave
- Membrana plasmática: bicapa fosfolipídica de 7–10 nm; modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972).
- Fosfolípido: cabeza hidrofílica (fosfato) + dos colas hidrofóbicas (ácidos grasos). Anfipático → se autoorganiza.
- Proteína integral: atraviesa completamente la bicapa (canales, bombas, receptores).
- Proteína periférica: adherida a la superficie; no penetra la bicapa (ej. espectrina).
- Glucocálix: oligosacáridos en la cara externa → identidad celular, grupos sanguíneos ABO.
Fluidez de membrana
- Ácidos grasos insaturados (dobles enlaces C=C): crean pliegues → impiden empaquetamiento → mayor fluidez.
- Ácidos grasos saturados (solo C–C): alineación densa → menor fluidez.
- Colesterol — tampón bidireccional: a 37 °C reduce fluidez (anillos rígidos); a < 10 °C evita cristalización.
- Experimento Frye-Edidin (1970): fusión célula humana + ratón → proteínas mezcladas en 40 min → prueba movilidad lateral.
Transporte pasivo
- Difusión simple: solo moléculas no polares y pequeñas (O₂, CO₂) cruzan directo la bicapa. Sin ATP. A favor del gradiente.
- Tasa de difusión ∝ área × Δ[C] / grosor (ley de Fick). Aumenta con: mayor gradiente, mayor área, menor grosor, mayor temperatura.
- Difusión facilitada: moléculas polares o iónicas (glucosa, K⁺) usan canales o transportadores. Sin ATP. A favor del gradiente.
- Ósmosis: movimiento de agua de mayor Ψ (menos negativo) a menor Ψ (más negativo) a través de membrana semipermeable.
- ; (siempre ≤ 0). El agua pura tiene Ψ = 0.
- Hipotónica (agua entra): animal = lisis / vegetal = turgencia. Hipertónica (agua sale): animal = crenación / vegetal = plasmólisis.
Transporte activo
- Activo primario: contra gradiente, gasta ATP directamente. Ejemplo: bomba Na⁺/K⁺-ATPasa.
- Estequiometría bomba: 3 Na⁺ afuera : 2 K⁺ adentro : 1 ATP. Electrogénica → contribuye al potencial de membrana (−70 mV).
- Cotransporte secundario (simporte): SGLT1 entra glucosa + Na⁺ juntos usando el gradiente de Na⁺ (ATP indirecto).
- Antiporte: intercambiador Na⁺/Ca²⁺ — 3 Na⁺ entran, 1 Ca²⁺ sale; mantiene [Ca²⁺] intracelular muy bajo.
Transporte vesicular
- Fagocitosis: engulle partículas grandes (bacterias) → fagosoma → lisosoma. Pinocitosis: absorbe líquido en vesículas pequeñas.
- Endocitosis por receptor: ligando específico (LDL) → vesícula de clatrina; el receptor se recicla.
- Exocitosis: la vesícula se fusiona con la membrana (SNARE, señal de Ca²⁺) → secreta (p. ej. neurotransmisores).
Ejemplo resuelto
- Eritrocito en NaCl 0,9 % (isotónica): sin flujo neto → forma normal.
- En agua destilada (hipotónica): → el agua entra → se hincha → lisis (hemólisis).
- Una célula vegetal en esa misma agua solo se pone turgente (la pared resiste).
En el examen IB
- Distinguir pasivo (a favor del gradiente, sin ATP) de activo (contra gradiente, con ATP). Difusión facilitada = pasiva.
- Estequiometría bomba: 3 Na⁺ afuera, 2 K⁺ adentro, 1 ATP — dato de memorización directa.
- Plasmólisis solo en células vegetales; lisis osmótica solo en células animales (por la pared celular).
- Colesterol: reduce fluidez a temperatura alta, previene cristalización a temperatura baja.