Actividad 2 “Membrana celular”

1.- ¿Qué estudia la fisiología?

La fisiología estudia las funciones de los seres vivos y el cómo un organismo lleva a cabo las diversas actividades vitales: cómo siente, cómo se mueve, cómo se adapta a unas circunstancias cambiantes, y cómo da lugar a nuevas generaciones. El término fisiología fue utilizado por Aristóteles para describir el funcionamiento de todos los organismos vivientes y por Hipócrates  que lo asociaba al “poder curativo de la naturaleza”. A lo largo del siglo XVI en Europa el término se asoció definitivamente con el estudio de las funciones vitales del cuerpo humano, extendiéndose más adelante al de los animales y plantas.

2.- ¿Cuál es la importancia de la formación de la membrana celular en la formación de los organismos?

La membrana plasmática tiene un papel fundamental en las células teniendo en cuenta que el intercambio de sustancias entre ésta y el medio aporta los compuestos necesarios para que se lleven a cabo las funciones celulares. En este sentido la membrana se encarga de regular dicho intercambio  además de permitir la salida de los productos del metabolismo que la célula no necesita.

3.- ¿Cuáles son los componentes de la membrana celular y su función de cada uno de ellos?

Están constituidas básicamente por lípidos y proteínas también poseen hidratos de carbono unidos a las proteínas y a los lípidos mencionados.

La bicapa fosfolipídica estabiliza toda la estructura de la membrana. El colesterol que se halla en la membrana tiene la función de evitar que ésta sea muy fluida e impide que la viscosidad aumente al subir la temperatura. Es decir que regula la fluidez de la membrana, ya que esta propiedad es fundamental para el correcto funcionamiento de la membrana.

Las proteínas de membrana desempeñan un papel fundamental en la regulación y control de su permeabilidad. Entre las proteínas de membrana, podemos distinguir también polipéptidos que poseen función enzimática, receptores para diversas señales (como las hormonales), que producen la adhesión celular.

Los glúcidos se hallan solo en la porción externa de la membrana y pueden unirse a una proteína (glucoproteína) o a un lípido (glucolípido), generando de este modo una asimetría en cuanto a la composición química. Esta asimetría es fundamental en el transporte de sustancias, ya que la membrana adquiere cargas diferentes en ambos lados. Externamente es positiva e internamente negativa, lo que genera una diferencia energética entre ambas zonas (esto es muy importante, por ejemplo en la transmisión de los impulsos nerviosos). También cumplen una función muy importante como señales de reconocimiento para la interacción entre las células

4.- ¿Qué organelos son los responsables de la formación de lípidos, proteínas y carbohidratos de la membrana celular?

El retículo endoplásmico es el responsable de la síntesis de proteínas y lípidos para algunos organelos y para exportación así como reacciones de detoxificación.

El aparato de Golgi tiene la función de seleccionar y exportar proteínas.

La mitocondria tiene la función de oxidar carbohidratos y lípidos.

5.- ¿De qué manera contribuye la membrana a la homeostasis celular?

Para conseguir el mantenimiento de un ambiente fisiológico interno o de un equilibrio interno más o menos estables en el organismo existen una gran variedad de actividades, que contribuyen de forma importante a la homeostasis. La  membrana celular ejerce una importante regulación, al controlar el transporte de sustancias hacia el interior y exterior de la célula. El control de estos intercambios es esencial para proteger la integridad de las células, para mantener las muy estrictas condiciones de pH y concentraciones iónicas que permiten el transcurso de sus actividades metabólicas. Además de la membrana celular, las membranas internas que rodean a orgánulos, como las mitocondrias y los cloroplastos, o las que rodean el núcleo, controlan en paso de sustancias entre compartimentos intracelulares; así, la célula puede mantener el ambiente necesario para los procesos que tienen lugar en los diferentes orgánulos.

6.- ¿Dónde se localizan las proteínas de la membrana y que funciones cumplen?

Las proteínas de membrana pueden clasificarse, utilizando como criterio el grado de asociación a esta, en “integrales” y “periféricas”. Las proteínas integrales toman contacto tanto con el lado exterior, como con el interior de la membrana , por lo tanto también son llamadas de transmembrana. Estas proteínas se encuentran asociadas con hidratos de carbono, por lo cual se les denomina como glucoproteínas, las cuales representan más de un 70 % del total de las proteínas de membrana.

Las proteínas periféricas de la membrana no penetran en el interior hidrofóbico de la bicapa fosfolipídica, asociándose con la bicapa mediante interacciones débiles de tipo iónicas.

7.- ¿Qué diferencias de composición hay entre el liquido intracelular y extracelular?

La mayor diferencia radica en la distinta concentración de iones que se encuentran en el interior y exterior de las células. El ión Sodio (Na+) es el

principal catión extracelular, encontrándose una mayor concentración del mismo por fuera de las células. El ión Potasio (K+) se encuentra en mayor concentración en el interior de nuestras células.

8.- Explica en qué consiste el modelo de mosaico fluido

Según este modelo, la membrana estaría formada por una doble capa fosfolipídica, en la cual a determinados intervalos se incluyen (“flotan”) unidades proteicas que forman un mosaico con la doble capa de lípidos.

Se dice que es  modelo porque no está demostrada en un cien por ciento, aún quedan ciertos puntos poco concretos, pero sirve para explicar varias características de la membrana; mosaico porque tiene muchos componentes como lípidos, proteínas glúcidos y colesterol;  fluido porque los componentes no están fijos, se mueven.

9.- ¿Por qué la membrana es considerada asimétrica?

Se refiere a la simetría de  sus componentes., lo cual significa que en ambas

mitades de la bicapa los componentes se distribuyen de diferente manera.

10.- ¿Cuáles son los movimientos que llevan a cabo los fosfolípidos?

• de rotación: la molécula gira en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos.
• de difusión lateral: las moléculas se difunden de manera lateral dentro de la misma capa. Es el movimiento más frecuente.
• flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser energéticamente más desfavorable.
• de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

11.-  ¿Qué factores afectan la fluidez de la membrana celular?

Temperatura: la fluidez aumenta al incrementar la temperatura.

Naturaleza de los lípidos: la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorecen el aumento de fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad.

12.- ¿Por qué es necesario como biólogos, entender la composición de la membrana celular?

La membrana celular es importante porque sin ella es posible que las condiciones internas y estables de la célula que le permiten realizar sus funciones correctamente no existieran ya que  ayuda a  la defensa de la célula contra moléculas indeseables, regula la entrada y salida de sustancias y la comunica con otras células.


Referencias

http://redyseguridad.fi-p.unam.mx/proyectos/biometria/basesteoricas/fisiologia.html

http://www.efn.uncor.edu

http://www.biologiasur.org/apuntes/base-fisico-quimica/organizacion-y-fisiologia-celular/celula-eucariotica/membranas.html

http://www.biology-online.org/dictionary/Homeostasis

http://biol1medio.blogspot.mx/2009/03/organelos-celulares.html

Actividad 1

Define los siguientes conceptos

1.- Sistema. Es un conjunto de materia con un límite real o imaginario que puede ser: cerrado, si no hay intercambio  de energía con sus alrededores y su masa permanece constante; aislado, si no hay interacción con sus alrededores, la pared resulta impermeable a la materia y a cualquier forma de energía mecánica o no mecánica; abierto, un sistema que tiene intercambio de materia y energía con sus alrededores.

2.- Entropía. Es una función termodinámica de estado que determina la magnitud o grado de desorden alcanzado por la materia en un sistema.

3.-Entalpia. Es la cantidad de energía que un sistema termodinámico  puede intercambiar con su entorno.

4.- Primera ley de la termodinámica. Nos habla acerca de los cambios en las características y flujos de energía entre un sistema y su entorno, sin hablarnos de la direccionalidad del proceso.

5.- Segunda ley de la termodinámica. Nos proporciona un criterio para predecir la dirección de un proceso determinado.

6.- Energía libre de Gibbs. Es una función termodinámica de estado que permite definir las condiciones de equilibrio en función de la entalpia y la entropía del sistema a una presión y temperaturas constantes.

¿Termodinámicamente los seres vivos se comportan como? Explica.

Los seres vivos no se apegan a las leyes termodinámicas ya que estas se cumplen cuando un sistema alcanza el equilibrio, y los seres vivos están alejados de una condición de equilibrio por el intercambio de materia y energía que hay en ellos.

Además que este sistema tiende a realizar sus funciones de tal manera que alguna desorganización o alta entropía conllevaría a algún cambio significativo y de mucha importancia para el buen funcionamiento de los subsistemas que componen el organismo.

Sin embargo, la termodinámica como modelo, nos permite obtener suficiente información para comprender el funcionamiento fisiológico de algunos procesos bioquímicos.


Referencias

http://www.uia.mx/campus/publicaciones/fisica/pdf/15termodinamica.pdf

http://quimica-explicada.blogspot.mx/2010/12/la-entalpia.html