Incorporación de nutrientes a la célula
La célula se encuentra rodeada de material inerte con el que constantemente intercambia compuestos, incorpora nutrientes y expulsa desechos. En todos los seres vivos, desde las bacterias a los eucariontes pluricelulares complejos, el intercambio de compuestos ocurre a nivel celular y es regulado por la membrana plasmática. Esta membrana regula el paso de materiales hacia el interior y el exterior de la célula para mantener su integridad estructural y funcional.
Los principales componentes que entran y salen de la célula son el agua, los nutrientes y desechos. El agua se mueve hacia donde hay una mayor concentración de moléculas disueltas (llamadas solutos) en un movimiento llamado difusión. Existe un movimiento particular de difusión llamado ósmosis, que es el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable, es decir, que deja pasar sólo ciertas moléculas.
Por otro lado, la mayoría de las moléculas que entran o salen de la célula son muy grandes o tienen carga eléctrica por lo que no pueden difundir libremente y necesitan de unos transportadores especiales compuestos por proteínas, denominados Proteínas de Transporte o Proteínas Transportadoras. Este transporte se lleva a cabo de varias maneras, pero podemos distinguir dos grandes tipos de transporte: uno mediante el uso de proteínas que forman canales y otro por proteínas que transportan activamente los compuestos, llamados acarreadores.
Las células eucariontes pueden incorporar partículas relativamente grandes usando vesículas de transporte formadas por porciones de la membrana celular. Este tipo de transporte se llama endocitosis cuando la célula incorpora material, o exocitosis si la célula expulsa material al medio que la rodea.
Dependiendo del tipo de sustancias que sean incorporadas a la célula y del mecanismo involucrado, podemos decir que hay tres tipos de endocitosis: La fagocitosis, la pinocitosis y la endocitosis mediada por receptor. En la Fagocitosis, la célula incorpora partículas sólidas relativamente grandes, como por ejemplo bacterias, y son destruidas por enzimas digestivas. En la pinocitosis, la célula incorpora moléculas y partículas relativamente pequeñas que se encuentran disueltas en agua, por lo que se dice que la pinocitosis incorpora líquidos. Por otro lado, la endocitosis mediada por receptor implica la incorporación de moléculas usando alguna proteína receptora que tenga afinidad por dicha molécula.
Existe otro tipo de transporte en las células eucariontes llamado transcitosis o transporte transcelular que permite el paso de macromoléculas desde un espacio extracelular a otro, es decir, desde un sitio de la membrana a otro distinto, mediante la formación de vesículas. Estas vesículas llevan sustancias determinadas en su interior, así como proteínas de membrana asociadas. La transcitosis es una combinación entre los procesos de endocitosis y exocitosis, es decir, las partículas son endocitadas en un extremo de la célula, transportadas hasta otro extremo y ahí son exocitadas.
De modo similar, los iones de importancia vital para la célula no pueden difundir a través de la membrana. A pesar de que los iones individuales, como el sodio (Na+), potasio (K+) o el cloruro (Cl-), son pequeños, cuando se encuentran disueltos quedan rodeados por moléculas de agua y, tanto el tamaño como las cargas de estos agregados impiden que los iones pasen a través de las aberturas momentáneas que sí permiten el paso de las moléculas de agua. El transporte de estos agregados y de todas las moléculas hidrofílicas (excepto las muy pequeñas) depende de proteínas integrales de membrana que actúan como transportadores, transfiriendo a las moléculas hacia uno y otro lado de la membrana sin que entren en contacto con su interior hidrofóbico.
En estos casos, la célula usa un transporte mediado por proteínas. En este tipo de transporte, existen proteínas que pueden formar "poros" o "canales" que atraviesan la membrana celular, permitiendo a los iones o a las moléculas hidrofílicas ir de un extremo al otro de la membrana.
Los principales componentes que entran y salen de la célula son el agua, los nutrientes y desechos. El agua se mueve hacia donde hay una mayor concentración de moléculas disueltas (llamadas solutos) en un movimiento llamado difusión. Existe un movimiento particular de difusión llamado ósmosis, que es el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable, es decir, que deja pasar sólo ciertas moléculas.
Por otro lado, la mayoría de las moléculas que entran o salen de la célula son muy grandes o tienen carga eléctrica por lo que no pueden difundir libremente y necesitan de unos transportadores especiales compuestos por proteínas, denominados Proteínas de Transporte o Proteínas Transportadoras. Este transporte se lleva a cabo de varias maneras, pero podemos distinguir dos grandes tipos de transporte: uno mediante el uso de proteínas que forman canales y otro por proteínas que transportan activamente los compuestos, llamados acarreadores.
Las células eucariontes pueden incorporar partículas relativamente grandes usando vesículas de transporte formadas por porciones de la membrana celular. Este tipo de transporte se llama endocitosis cuando la célula incorpora material, o exocitosis si la célula expulsa material al medio que la rodea.
Dependiendo del tipo de sustancias que sean incorporadas a la célula y del mecanismo involucrado, podemos decir que hay tres tipos de endocitosis: La fagocitosis, la pinocitosis y la endocitosis mediada por receptor. En la Fagocitosis, la célula incorpora partículas sólidas relativamente grandes, como por ejemplo bacterias, y son destruidas por enzimas digestivas. En la pinocitosis, la célula incorpora moléculas y partículas relativamente pequeñas que se encuentran disueltas en agua, por lo que se dice que la pinocitosis incorpora líquidos. Por otro lado, la endocitosis mediada por receptor implica la incorporación de moléculas usando alguna proteína receptora que tenga afinidad por dicha molécula.
Existe otro tipo de transporte en las células eucariontes llamado transcitosis o transporte transcelular que permite el paso de macromoléculas desde un espacio extracelular a otro, es decir, desde un sitio de la membrana a otro distinto, mediante la formación de vesículas. Estas vesículas llevan sustancias determinadas en su interior, así como proteínas de membrana asociadas. La transcitosis es una combinación entre los procesos de endocitosis y exocitosis, es decir, las partículas son endocitadas en un extremo de la célula, transportadas hasta otro extremo y ahí son exocitadas.
El transporte mediado por proteínas
Existen moléculas pequeñas capaces de atravesar las membranas celulares sin problemas, por ejemplo el dióxido de carbono (CO2), el oxígeno molecular (O2), el etanol (CH3-H2-OH), agua (H2O), entre otras moléculas pequeñas no polares como hormonas esteroides o solventes orgánicos. Sin embargo, la gran mayoría de moléculas que necesitan atravesar la membrana (ya sea para entrar o salir de la célula) son moléculas grandes o que tienen carga, es decir, son positivas o negativas y por lo tanto no pueden pasar la bicapa de fosfolípidos por sí mismos.De modo similar, los iones de importancia vital para la célula no pueden difundir a través de la membrana. A pesar de que los iones individuales, como el sodio (Na+), potasio (K+) o el cloruro (Cl-), son pequeños, cuando se encuentran disueltos quedan rodeados por moléculas de agua y, tanto el tamaño como las cargas de estos agregados impiden que los iones pasen a través de las aberturas momentáneas que sí permiten el paso de las moléculas de agua. El transporte de estos agregados y de todas las moléculas hidrofílicas (excepto las muy pequeñas) depende de proteínas integrales de membrana que actúan como transportadores, transfiriendo a las moléculas hacia uno y otro lado de la membrana sin que entren en contacto con su interior hidrofóbico.
En estos casos, la célula usa un transporte mediado por proteínas. En este tipo de transporte, existen proteínas que pueden formar "poros" o "canales" que atraviesan la membrana celular, permitiendo a los iones o a las moléculas hidrofílicas ir de un extremo al otro de la membrana.
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