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

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.10 Paso 4
K+
extracelular se une a la proteína bomba.
P
K+
4

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc. Figura 3.12 Paso 1
Invaginación
revestida ingiere
substanciasenvoltura proteica
(típicamente
clatrina)
fluido extracelular Membrana
plasmática
citoplasma
1

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. 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. 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. 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. 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. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc.
Endocitosis
• Fagocitosis—Los pseudópodos engullen
sólidos y los introducen a la célula
• Ej.: Macrófagos y otros leucocitos

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. 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. 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. 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. 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. Copyright © 2013 Pearson Education, Inc.
Exocitosis
• Ejemplos:
• Secreción de Hormonas
• Liberación de Neurotransmisores
• Secreción de Mucus
• Eyección de desechos

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. 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. 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. 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