Simulación de la difusión facilitada Informe de Laboratorio (grupal)

Actividad 2: Simulación de la difusión facilitada Informe de Laboratorio (grupal)

Integrantes: 1.-­‐

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5.-­‐

Fecha: Hora:

La difusión simple solo considera para el transporte a través de la membrana algunos iones, pero no todos. Algunas moléculas, que son demasiado polares para difundir, pueden conseguir atravesar la bicapa lipídica de la membrana plasmática. Igualmente, algunas moléculas que son demasiado grandes para pasar a través de los canales proteicos consiguen cruzar la membrana. ¿Cómo? El paso de tales moléculas y el movimiento sin difusión de iones a través de una membrana esta mediado por proteínas integrales conocidas como transportadores.

Los transportadores están incrustados dentro de la membrana plasmática y experimentan un cambio conformacional que permite que se produzca el transporte. Primero, se une una molécula al sitio receptor de un transportador. Cuando está unida, el transportador cambia de conformación de modo que el sitio de unión se mueve de un lado de la membrana al otro. Entonces, la molécula se disocia del transportador y se libera en el otro lado de la membrana. Este tipo de transporte se denomina difusión facilitada. Se considera una forma de transporte pasivo porque no se consume energía celular en el proceso.

El término difusión facilitada es un poco engañoso puesto que el proceso realmente no implica difusión (que, como recordarás, es el movimiento de moléculas de un lugar a otro siguiendo un gradiente de concentración, como resultado del movimiento térmico al azar). En la difusión facilitada las moléculas también se

mueven de un lugar a otro siguiendo un gradiente de concentración, pero son las proteínas transportadoras las que dan lugar a este movimiento -­‐no el movimiento térmico al azar. Los resultados finales de la difusión y de la difusión facilitada son los mismos. El flujo neto se produce de un área de alta concentración a otra de baja concentración hasta que estas se igualan a ambos lados de la membrana.

Entre los sistemas de difusión facilitada más importantes del organismo están los que mueven la glucosa a través de la membrana. Sin los transportadores, esta molécula polar relativamente grande nunca podría pasar a la célula. Sin embargo, el número de proteínas de transporte en una membrana celular dada es finito, de forma que solo cierta cantidad de glucosa puede transportarse por unidad de tiempo. El transporte de glucosa dentro de la célula es especialmente interesante, ya que es convertida a glucosa-­‐6-­‐fosfato tan pronto como se incorpora a la célula, de modo que siempre hay una baja concentración de glucosa en su interior, lo que favorece el transporte hacia el interior celular.

Usando el ratón, pulsa Experimento (Experiment) en la parte superior de la pantalla. Aparecerá un menú desplegable. Selecciona Difusión Facilitada (Facilited Diffusion). Aparecerá una nueva pantalla (Figura 1.2). Notarás dos cambios fundamentales respecto a la primera pantalla. Primero, en lugar de las membranas de diálisis a la derecha de la pantalla, ahora hay un «Constructor de Membranas» (Membrane Builder).

Será utilizado para «fabricar» membranas que transportarán las moléculas de un recipiente a otro. El segundo cambio es que, en este experimento, trabajaremos solamente con glucosa, Na+ y Cl-­‐.

1. Observa que el indicador de Transportadores de Glucosa (Glucose Carriers) en este momento está fijado a 500.

Pulsa Construir Membrana (Build Membrane) para crear una membrana con 500 transportadores.

2. Pulsa y arrastra esta membrana al contenedor de membranas situado entre los dos recipientes.

Figura 1.2 Pantalla de inicio del experimento de Difusión facilitada.

3. En el recipiente de la izquierda fija el Na+/Cl-­‐ a 9 mM y la glucosa a 9 mM pulsando los botones (+) correspondientes.

Entonces pulsa Dosificar (Dispense) para llenar el recipiente de la izquierda. 4. En el recipiente de la derecha pulsa el botón Agua Desionizada (Deionized Water) debajo del mismo y después Dosificar (Dispense).

5. Fija el Temporizador (Timer) a 60 minutos y pulsa Iniciar (Start).

6. Deja que termine experimento. Cuando el indicador de Tiempo Transcurrido (Elapsed Time) llega a 60, pulsa Guardar Datos (Record Data) para guardar tus datos. Anota también tus datos en la Tabla 2.

7. Pulsa el botón Limpiar (Flush) debajo de cada recipiente para vaciarlos y devuelve la membrana al constructor de membranas.

8. Construye una nueva membrana con 300 transportadores de glucosa y repite este experimento. Asegúrate de guardar tus resultados, limpiar los recipientes y reemplazar la membrana después de cada experimento.

9. Construye una membrana con 700 transportadores de glucosa y repite este experimento.

10. Construye una membrana con 900 transportadores de glucosa y repite este experimento.

11. Para comparar, disminuye la concentración de glucosa a 3 mM y repite los pasos 1-­‐10 del experimento. Guarda tus resultados después de cada experimento pulsando Guardar Datos (Record Data) y completa la Tabla 2.

Tabla 2. Difusión facilitada

Concentración de

glucosa (mM) Número de proteínas transportadoras de glucosa

500 300 700 900

3

9

A una concentración dada de glucosa, ¿cómo varía el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio en función del número de transportadores empleados «para construir» la membrana?

¿Varía la velocidad de difusión del Na+/Cl-­‐ con el número de receptores?

¿Cuál es el mecanismo de transporte del Na+/Cl-­‐?

Si pones la misma cantidad de glucosa en el recipiente de la

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