5.E: Estructura y Función de las Membranas Plasmáticas (Ejercicios)
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5.1: Componentes y estructura
Entre las funciones más sofisticadas de la membrana plasmática se encuentra la capacidad de transmitir señales por medio de proteínas complejas e integrales conocidas como receptores. Estas proteínas actúan tanto como receptores de entradas extracelulares como como activadores de procesos intracelulares. Estos receptores de membrana proporcionan sitios de unión extracelular para efectores como hormonas y factores de crecimiento, y activan cascadas de respuesta intracelular cuando sus efectores están unidos.
Preguntas de revisión
¿Qué componente de membrana plasmática se puede encontrar en su superficie o incrustado en la estructura de la membrana?
- proteína
- colesterol
- carbohidrato
- fosfolípido
- Contestar
-
A
¿Qué característica de un fosfolípido contribuye a la fluidez de la membrana?
- su cabeza
- colesterol
- una cola de ácidos grasos saturados
- dobles enlaces en la cola de ácidos grasos
- Contestar
-
D
¿Cuál es la función primaria de los carbohidratos adheridos al exterior de las membranas celulares?
- identificación de la célula
- flexibilidad de la membrana
- fortalecimiento de la membrana
- canales a través de membrana
- Contestar
-
A
Respuesta Libre
¿Por qué es ventajoso que la membrana celular sea de naturaleza fluida?
- Contestar
-
La característica fluida de la membrana celular permite una mayor flexibilidad a la célula de lo que lo haría si la membrana fuera rígida. También permite el movimiento de componentes de membrana, requeridos para algunos tipos de transporte de membrana.
¿Por qué los fosfolípidos tienden a orientarse espontáneamente en algo parecido a una membrana?
- Contestar
-
Las regiones hidrofóbicas y no polares deben alinearse entre sí para que la estructura tenga mínima energía potencial y, en consecuencia, mayor estabilidad. Las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos no pueden mezclarse con agua, pero la “cabeza” de fosfato de la molécula sí. Así, la cabeza se orienta al agua, y la cola a otros lípidos.
5.2: Transporte Pasivo
Las membranas plasmáticas deben permitir que ciertas sustancias entren y salgan de una célula, y evitar que entren algunos materiales dañinos y que salgan algunos materiales esenciales. En otras palabras, las membranas plasmáticas son permeables selectivamente, permiten que algunas sustancias pasen a través, pero no otras. Si perdieran esta selectividad, la célula ya no sería capaz de sostenerse, y sería destruida. Algunas células requieren mayores cantidades de sustancias específicas que otras células.
Preguntas de revisión
El agua se mueve vía ósmosis _________.
- en todo el citoplasma
- de un área con una alta concentración de otros solutos a una menor
- de un área con una alta concentración de agua a una de menor concentración
- de un área con baja concentración de agua a una de mayor concentración
- Contestar
-
C
La fuerza principal que impulsa el movimiento en difusión es la __________.
- temperatura
- tamaño de partícula
- gradiente de concentración
- superficie de la membrana
- Contestar
-
C
¿Qué problema enfrentan los organismos que viven en agua dulce?
- Sus cuerpos tienden a absorber demasiada agua.
- No tienen forma de controlar su tonicidad.
- Sólo el agua salada plantea problemas para los animales que viven en ella.
- Sus cuerpos tienden a perder demasiada agua para su entorno.
- Contestar
-
A
Respuesta Libre
Discutir por qué lo siguiente afecta la velocidad de difusión: tamaño molecular, temperatura, densidad de la solución y la distancia que se debe recorrer.
- Contestar
-
Las moléculas pesadas se mueven más lentamente que las más ligeras. Se necesita más energía en el medio para moverlos a lo largo. Al aumentar o disminuir la temperatura, aumenta o disminuye la energía en el medio, afectando el movimiento molecular. Cuanto más densa es una solución, más difícil es para las moléculas moverse a través de ella, haciendo que la difusión disminuya debido a la fricción. Las células vivas requieren un suministro constante de nutrientes y una tasa constante de eliminación de desechos. Si la distancia que estas sustancias necesitan recorrer es demasiado grande, la difusión no puede mover nutrientes y materiales de desecho de manera eficiente para sostener la vida.
¿Por qué el agua se mueve a través de una membrana?
- Contestar
-
El agua se mueve a través de una membrana en ósmosis porque hay un gradiente de concentración a través de la membrana de soluto y disolvente. El soluto no puede moverse efectivamente para equilibrar la concentración en ambos lados de la membrana, por lo que el agua se mueve para lograr este equilibrio.
Ambas soluciones intravenosas regulares administradas en medicina, la solución salina normal y la solución de Ringer lactato, son isotónicas. ¿Por qué es importante esto?
- Contestar
-
La inyección de soluciones isotónicas asegura que no habrá perturbación del equilibrio osmótico, ni agua extraída de los tejidos o añadida a ellos de la sangre.
5.3: Transporte Activo
Los mecanismos de transporte activos requieren el uso de la energía celular, generalmente en forma de trifosfato de adenosina (ATP). Si una sustancia debe entrar en la célula contra su gradiente de concentración, es decir, si la concentración de la sustancia dentro de la célula es mayor que su concentración en el fluido extracelular (y viceversa), la célula debe usar energía para mover la sustancia. Algunos mecanismos de transporte activos mueven materiales de pequeño peso molecular, como los iones, a través de la membrana.
Preguntas de revisión
El transporte activo debe funcionar continuamente porque __________.
- las membranas plasmáticas se desgastan
- no todas las membranas son anfifílicas
- transporte facilitado se opone al transporte activo
- la difusión se mueve constantemente solutos en direcciones opuestas
- Contestar
-
D
¿Cómo la bomba de sodio-potasio hace que el interior de la celda se cargue negativamente?
- expulsando aniones
- tirando de aniones
- expulsando más cationes de los que se toman en
- tomando y expulsando un número igual de cationes
- Contestar
-
C
¿Cómo se llama la combinación de un gradiente eléctrico y un gradiente de concentración?
- gradiente de potencial
- potencial eléctrico
- potencial de concentración
- gradiente electroquímico
- Contestar
-
D
Respuesta Libre
¿De dónde obtiene la célula energía para los procesos de transporte activo?
- Contestar
-
La célula recolecta energía del ATP producido por su propio metabolismo para impulsar procesos de transporte activo, como la actividad de las bombas.
¿Cómo contribuye la bomba de sodio-potasio a la carga neta negativa del interior de la celda?
- Contestar
-
La bomba de sodio-potasio fuerza tres iones Na + (positivos) por cada dos iones K + (positivos) en los que bombea, por lo que la celda pierde una carga positiva en cada ciclo de la bomba.
5.4: Transporte a Granel
Además de mover pequeños iones y moléculas a través de la membrana, las células también necesitan eliminar y absorber moléculas y partículas más grandes (ver Tabla 5.4.1 para ejemplos). Algunas células son incluso capaces de envolver microorganismos unicelulares enteros. Es posible que hayas planteado correctamente la hipótesis de que la captación y liberación de partículas grandes por parte de la célula requiere energía. Una partícula grande, sin embargo, no puede pasar a través de la membrana, incluso con la energía suministrada por la célula.
Preguntas de revisión
¿Qué sucede con la membrana de una vesícula después de la exocitosis?
- Sale de la celda.
- Se desmonta por la celda.
- Se fusiona y se convierte en parte de la membrana plasmática.
- Se utiliza de nuevo en otro evento de exocitosis.
- Contestar
-
C
¿Qué mecanismo de transporte puede llevar células enteras a una celda?
- pinocitosis
- fagocitosis
- transporte facilitado
- transporte primario activo
- Contestar
-
B
¿De qué manera importante se diferencia la endocitosis mediada por receptores de la fagocitosis?
- Transporta sólo pequeñas cantidades de líquido.
- No implica el pellizco de la membrana.
- Trae solo una sustancia específicamente dirigida.
- Trae sustancias a la célula, mientras que la fagocitosis elimina sustancias.
- Contestar
-
C
Respuesta Libre
¿Por qué es importante que existan diferentes tipos de proteínas en las membranas plasmáticas para el transporte de materiales dentro y fuera de una célula?
- Contestar
-
Las proteínas permiten que una célula seleccione qué compuesto se transportará, satisfaciendo las necesidades de la célula y no trayendo nada más.
¿Por qué los iones tienen dificultades para atravesar las membranas plasmáticas a pesar de su pequeño tamaño?
- Contestar
-
Los iones están cargados y, en consecuencia, son hidrófilos y no pueden asociarse con la porción lipídica de la membrana. Los iones deben ser transportados por proteínas portadoras o canales iónicos.