1. Colegio Las Américas
Sector: ciencias
Subsector: Biología
Juan Carlos González Miño
Moléculas Orgánicas y Transporte de Membrana
Las moléculas que forman los Seres vivos pueden clasificarse en:
Inorgánicas: agua, sales minerales y algunos gases.
Orgánicas: Hidratos de carbono, Lípidos, Proteínas y Ácidos nucleicos.
Todas estas biomoléculas están organizadas en unas unidades superiores que son las
células. Una célula es un recipiente, un recinto cerrado en cuyo interior se realizan las
secuencias de reacciones químicas necesarias para la vida.
Una célula es un sistema capaz de mantener la concentración de algunas sustancias lo
suficientemente alta como para que puedan producirse los procesos químicos que hacen
posible que una célula realice todas sus funciones vitales. Por ello las células están
rodeadas de membranas que retienen, o concentran de forma selectiva algunos
compuestos químicos.
Biomoléculas:
Agua:
La vida, tal como la conocemos, tiene lugar en disolución acuosa. El agua es tan familiar
que la consideramos generalmente como un fluido más bien poco activo de carácter
simple. Se trata, sin embargo, de un líquido activo químicamente con propiedades físicas
tan extraordinarias que si los químicos la hubiesen descubierto en épocas recientes, la
habrían clasificado como una sustancia exótica.
Las propiedades del agua tienen un significado biológico profundo. Las estructuras de las
moléculas en las que se basa la vida, las proteínas, los ácidos nucleicos, las membranas
lipídicas y los hidratos de carbono complejos, son la consecuencia directa de sus
interacciones con las moléculas de agua.
Átomos: H, O
Hidratos de Carbono:
Los carbohidratos o sacáridos (griego: Sakcharón, azúcar) son componentes esenciales de
los organismos vivos y son, de hecho, la clase más abundante de las moléculas biológicas,

2. además constituyen las principales moléculas de reserva energética que se encuentran en
casi todos los seres vivos.
Componentes: monosacáridos (azúcar sencillo)
Átomos: C, O, H
Existen como:
• monosacáridos: (p.ej. glucosa, fructosa, galactosa)
• disacáridos: (p.ej. maltosa (glu-glu), sacarosa (glu-fru), lactosa (glu-gal))
• polisacáridos: (p.ej. almidón ( amilosa), glicógeno (almidón animal), celulosa
Funciones:
• Productor de energía: como azúcar y almidón (=reserva)
• Estructural: pared de células vegetales (celulosa)
• Reservorio de energía ( Hígado y músculo) de uso rápido en organismos animales,
incluyendo al hombre ( glicógeno)
Lípidos:
Se trata de un grupo de sustancias que tienen en común el no ser solubles en agua, por lo
que forman agregados: Bicapa en membranas y gotas en el citoplasma pero sí son solubles
en disolventes orgánicos apolares (benceno, acetona...), tienen un tacto untuoso y
manchar el papel de forma característica.
Componentes:
• Glicerina (Alcohol terciario)
• Ácidos grasos (3 unidades)
Átomos: C, O, H, contienen menos oxígeno en relación al H y C, comparado con los
azúcares.
Se presentan como: Grasas y aceites

3. Funciones:
• Productor de energía y reserva de energía como grasa y aceite, ( de uso más
lento que los carbohidratos)
• Estructural: membranas celulares forman una Bicapa (fosfolípidos) impermeable a
sustancias solubles en agua.
• Térmica: aislante térmico.
También importante: Algunos ácidos grasos no pueden ser sintetizados por el cuerpo
humano y deben ser ingeridos con el alimento. (Ácidos grasos esenciales). Ya que algunas
vitaminas son solubles en grasa y solo pueden ser ingeridas con la grasa, no es posible
evitar del todo la ingestión de grasa.
Proteínas:
Son las sustancias que componen las estructuras celulares y las herramientas que hacen
posible las reacciones químicas del metabolismo celular.
Componentes: Aminoácidos (20 variedades distintas)
Átomos: C, O, H, N, S
Se presentan como:
• Dipéptido, ( conformados por 2 aminoácidos)
• Oligopéptidos ( más de 10 aminoácidos) y
• Proteínas ( más de 100 aminoácidos)
Funciones:
• Estructural: por ejemplo en la musculatura, en el tejido conjuntivo, en las
membranas celulares.
• Enzimático (biocatalizadores) en todos los procesos metabólicos.
• Defensa: Inmunoglobulinas (por ejemplo en el combate de infecciones) =
anticuerpos.
• Hormonal: (sustancias mensajeras).

4. • Receptora: detección de estímulos en la superficie celular.
Ácidos nucleicos:
Una característica esencial de los seres vivos es su capacidad para reproducirse. Para
ello cada individuo debe contener una descripción completa de sí mismo, que además ha
de ser capaz de transmitir a sus descendientes para que ellos puedan construir otro
individuo con esas características. A nivel celular, una célula ha de disponer de esas
instrucciones para construir una réplica idéntica de sí misma. En una célula, esa
información se encuentra en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ADN tiene la
particularidad de que posee información también para hacer copias de sí mismo. Para que
la información contenida en el ADN se pueda expresar hace falta otra sustancia que es
el ácido ribonucleico (ARN).
Constituidos por:
Nucleótidos (compuestos de fosfato, ribosa o desoxirribosa [azúcar] y base nitrogenada
[Base púrica o pirimídica]
Átomos: C, O, N, H, P
Se presentan como:
• Ácido desoxirribonucleico , ADN , ADN con las bases adenina, timina, citosina,
guanina, siempre de doble cadena en el núcleo celular
• Ácido ribonucleico ARN, ARN con las bases adenina, uracilo, citosina y guanina, de
cadena sencilla, solo excepcionalmente de doble cadena; como ARN-mensajero en
el núcleo celular y citoplasma, como ARN-de transferencia en el citoplasma, como
ARN-ribosomal en el citoplasma
• Funciones:
• Almacenamiento de la información hereditaria, ADN
• Síntesis proteica: ARN- mensajero, ARN-de transferencia, ARN-ribosomal
Comparación:
ADN: desoxirribosa, timina, doble cadena
ARN: ribosa, uracilo en lugar de timina cadena
sencilla.

5. Actividades:
Existiría la vida sin agua, explique y fundamente.
¿Por qué se le considera a los carbohidratos fuente de energía inmediata y de donde
proviene su nombre?
¿De qué está formada la materia viva?
¿Cuál es la composición química de los carbohidratos y cual es su rol metabólico?
¿Cuál es la composición química de los lípidos y cual es su rol metabólico?
¿Cuál es la composición química de las proteínas y cual es su rol metabólico?
¿Cuál es la composición química de los nucleótidos y cual es su rol metabólico?
Para pensar ¿si no tuviésemos acceso a alguno de los químicos constituyentes de la
materia orgánica que sucedería?
Nombre 4 características de las moléculas orgánicas
Menciona varios ejemplos y clasifica el lípido mencionado, atendiendo a las siguientes
funciones:
- De reserva
- Estructural
- Transportadora.
Transporte de Membrana
La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos medios
acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular. Las células requieren
nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del
metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una
permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean
lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas. Entonces, la mayor parte de los
iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta
barrera, y precisan de la concurrencia de proteínas portadoras especiales o de canales
proteicos. De este modo la célula mantiene concentraciones de iones y moléculas
pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo.
El paso a través de la membrana posee dos modalidades:
Una pasiva, sin gasto de energía, y otra activa, con consumo de energía.

6. Pasaje pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se
produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde hay más hacia el medio donde
hay menos. Este transporte puede darse por:
Difusión simple. Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse
a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.
A) Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas lipídicas como las
hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias
apolares como el oxígeno, el CO2 y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares
de muy pequeño tamaño, como el agua, el etanol y la glicerina, también atraviesan la
membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis
B) Difusión simple a través de canales (2).Se realiza mediante las denominadas
proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+, Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son
proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por
ligando, como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada
región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que
induce la apertura del canal.
C) Difusión facilitada (3) o Transporte pasivo. Permite
el transporte de pequeñas moléculas polares, como los
aminoácidos, monosacáridos como la glucosa, etc., que al
no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que
proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas
proteínas reciben el nombre de proteínas
transportadoras o permeasas (ver 6to año) que, al
unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su
estructura que arrastra a dicha molécula hacia el
interior de la célula.
1. Pasaje activo, se produce pasaje de sustancias en contra del gradiente
El transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de membrana,
pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las moléculas al otro
lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del
gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la
bomba de Ca.
o La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea
Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína
actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que
rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el transporte.
Por este mecanismo, se bombea 3
Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia
el interior, con la hidrólisis
acoplada de ATP. El transporte
activo de Na+ y K+ tiene una gran
importancia fisiológica. De hecho
todas las células animales gastan
más del 30% del ATP que producen
(y las células nerviosas más del
70%) para bombear estos iones.

7. Los científicos en las últimas décadas para estudiar mejor el comportamiento de la
permeabilidad iónica de las células de los organismos vivos, han recurrido al manejo de los
ionóforos. Se trata de pequeñas moléculas hidrofóbicas sintetizadas, que sirven como
herramienta para incrementar la permeabilidad de las membranas celulares a
determinados iones inorgánicos.
Otro mecanismo llamado Transporte en Masa, que consiste en la formación de pequeñas
vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella,
permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún mayores a
través de la membrana.
1. Endocitosis: entrada de materia a la célula
A. Fagocitosis: es la incorporación de sustancias de gran tamaño
(proteínas, microorganismos, restos celulares, etc.) Ej.: glóbulos
blancos.
B. Picnositosis cuando se trata de incorporación de partículas líquidas.
A. Endocitosis medida por receptor: se trata de grandes moléculas del medio,
seleccionadas por reconocimiento específico.
1.1.E
x
oc
it
os
is
: salida de material de la célula
1. Secreción; Excreción

8. 1. Enumerar todos los componentes (las moléculas) que constituyen las membranas
biológicas (recordatorio: el concepto “membrana biológica” incluye a la membrana
plasmática y a las endomembranas de las células eucariota).
2. Para cada uno de los siguientes grupos de conceptos, redactar un párrafo relacionándo
los correctamente:
a. fosfolípidos - agua - bicapa
b. fosfolípidos - micelas - Anfipático
c .proteína integral - fosfolípidos - transporte activo
d. canal - iones - energía
e. iones - ATP - canal
f. moléculas polares - carrier - difusión
g. transporte pasivo - proteína integral - energía
h. gradiente de concentración - ATP - fosfolípido
3. Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando todas las
respuestas (en no más de cinco renglones cada una):
A Una molécula polar atravesará libremente la membrana plasmática.
b. Una molécula pequeña atravesará libremente la membrana plasmática.
c. Los iones sólo atraviesan las membranas por transporte activo.
d. El sodio (Na+) ingresa a las células por canales, y sale por bombas.
e. Todos los mecanismos de transporte a través de las membranas requieren gasto de
energía metabólica (ATP).
f. La membrana plasmática de una célula funciona a la vez como límite y como vínculo
entre el citoplasma y el medio externo.
4. Confeccionar un cuadro comparativo entre difusión simple, difusión facilitada y
transporte por bombas, consignando todas las características que considere relevantes.
5. Se observa que una sustancia X desconocida ingresa a una célula con gasto de energía
en forma de ATP; indicar de qué clase de sustancia podría tratarse, justificando muy
claramente su respuesta.