El Premio Novel De El Transporte Celular

El transporte celular (premio nobel a científicos)

Los científicos estadounidenses James E. Rothman y Randy W. Schekman y el alemán Thomas C. Südhof son los galardonados con el Premio Nobel de Medicina 2013, ha anunciado el Instituto Karolinska de Estocolmo, en reconocimiento a sus aportaciones sobre los mecanismos de transporte celular.

El Comité Nobel del Karolinska les otorgó este galardón por "sus descubrimientos de la maquinaria que regula el tráfico vesicular, un sistema de transporte esencial en nuestra células", y afirmó que sus hallazgos sobre un "proceso fundamental" han tenido un gran impacto.Los tres científicos han resuelto "el misterio de cómo la célula organiza su sistema de transporte" interno y han detallado "los principios moleculares" que explican por qué este sistema es capaz de entregar las moléculas precisas "en el lugar adecuado, en el momento adecuado".

Rothman, nacido en 1950 en Massachusetts, ejerce en el departamento de biología de la Universidad estadounidense de Yale.Su colega Schekman nació en 1948 en Minnesota y trabaja en la Universidad estadounidense de Berkeley, en el departamento de biología celular.El científico alemán Südhof nació en 1955 en la ciudad de Gotinga y ejerce en la Universidad estadounidense de Stanford.

Transporte a través de la membrana celular o plasmática

El proceso de transporte es importante para la célula porque le permite expulsar de su interior los desechos del metabolismo, también sustancias que sintetiza como hormonas y además, es la forma en que adquiere nutrientes del medio externo, gracias a la capacidad de la membrana celular de permitir el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeño tamaño son:

Transporte pasivo

El transporte pasivo permite el paso de moléculas a través de la membrana plasmática sin que la célula gaste energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica. El transporte de las sustancia se realiza mediante la bicapa lipídica o los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales. Hay tres tipos de transporte pasivo:

Ósmosis: consiste en el transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática y a favor de su gradiente de concentración.Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares.Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un carrier o transportador (proteína integral) para que las sustancias atraviesen la membrana.

Ósmosis

La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua son transportadas a través de la membrana. El movimiento de agua se realiza desde el punto en que hay menor concentración de soluto al de mayor concentración para igualar concentraciones en ambos extremos de la membrana bicapa fosfolipidica. De acuerdo al medio en que se encuentre una célula, la ósmosis varía. La función de la ósmosis es mantener hidratada a la membrana celular. Dicho proceso no requiere gasto de energía. En otras palabras, la ósmosis es un fenómeno consistente en el paso del solvente de una disolución desde una zona de baja concentración de soluto a una de alta concentración del soluto, separadas por una membrana semipermeable.

Comportamiento de célula animal ante distintas presiones osmoticas

En un medio (isotónico), hay un equilibrio dinámico, es decir, el paso constante de agua.

En un medio (hipotónico), la célula absorbe agua hinchándose y hasta el punto en que puede estallar dando origen a la citólisis.

En un medio (hipertónico) , la célula pierde agua, se arruga llegando a deshidratarse y se muere, esto se llama crenación.

Ósmosis en una célula vegetal

Comportamiento de célula vegetal ante distintas presiones osmóticas. En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico. En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia, dando lugar a la turgencia.

Difusión facilitada

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado hidrofílicos para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos y colesterol. Tal es el caso de la fructuosa y algunos otros monosacáridos.

Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una quinasa (enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior → interior favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana.Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana.De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo.

Difusión facilitada: la fuerza impulsora es el gradiente de potencial químico o electro-químico ayudada por una estructura proteica. Tanto la difusión facilitada como el transporte activo se producen a través de proteínas integrales de membrana.

Transporte activo

El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas atraviesan la membrana celular contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración

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