Fundamentos de Fisiología Celular: Transporte, Metabolismo y Enzimas

Biología Celular: Procesos y Dinámicas

Transporte pasivo (sin gasto de energía)

• Difusión: Partículas que se mueven de una región de mayor concentración a otra de menor concentración hasta llegar a un equilibrio.
• Difusión simple: Las partículas pasan libremente por los fosfolípidos de la membrana (de una zona de mayor a una de menor concentración).
• Difusión facilitada: Ocurre cuando las partículas atraviesan la membrana gracias a la ayuda de las proteínas integrales (no consume energía porque las partículas se mueven gracias a su propia energía potencial química). Ej: iones y pequeñas moléculas polares.
• Ósmosis: Difusión de moléculas de agua a través de una membrana de permeabilidad selectiva.
• Presión osmótica: Presión que ejerce la solución sobre la membrana semipermeable de la sustancia, impidiendo el pasaje de líquido.

Transporte activo (con consumo de energía)

Las proteínas transportadoras desplazan partículas que están en una región de menor concentración a una de mayor. Se consume energía (ATP) en situaciones como la incorporación de partículas de gran tamaño o el transporte contra gradiente.

Proteínas transportadoras:

• Uniportadores: Transportan una sustancia.
• Sinportadores: Transportan 2 sustancias en la misma dirección.
• Antiportadores: Transportan 2 sustancias en dirección contraria.

Transporte en masa (entrada y salida de partículas)

• Endocitosis: Es la incorporación de macromoléculas, microorganismos y líquidos (el transporte es hacia el interior). La membrana plasmática forma una depresión en su lado externo que se profundiza, generando una vesícula que libera en su interior el material que ingresa a la célula.
• Exocitosis: Una vesícula del interior de la célula descarga su contenido en el exterior.

Sistemas biológicos

• Energía: Capacidad de la materia de producir trabajo en forma de movimiento.
• Sistema: Una red compleja de entidades biológicas relevantes.
• Aislado: No hay transferencia de masa o energía con el entorno.
• Cerrado: No transfiere masa, pero sí energía con el entorno.
• Abierto: Intercambian materia, energía e información con el exterior.

Metabolismo

Conjunto de reacciones químicas que ocurren dentro de la célula. Formado por:

• Anabolismo: Son reacciones de construcción o síntesis. Se necesita energía (procesos endergónicos). Ej: fotosíntesis.
• Catabolismo: Son reacciones de degradación o descomposición. Libera energía (procesos exergónicos).

ATP (Adenosín trifosfato)

Es fundamental en los procesos metabólicos; permite tener a disposición mucha energía, de modo que puede ser utilizada donde y tan pronto se la necesite. Contiene enlaces altamente energéticos.

Enzimas

Aceleran reacciones químicas porque son catalizadores biológicos. Sin ellas, las células no sobrevivirían porque las reacciones serían demasiado lentas.

Mecanismo de acción:

1. 1ra Parte: La enzima reconoce una molécula de sustrato. Estas se fijan en el sitio activo y forman el complejo enzima-sustrato.
2. 2da parte: Se produce una reacción química; para actuar como catalizador, la enzima se une con los reactivos, baja la energía de activación y las moléculas realizan cambios químicos rápidamente.
3. 3ra etapa: La enzima libera el producto, su estructura queda igual que antes de la reacción y se reutiliza.

La actividad de la enzima depende de:

• Concentración de sustrato presente.
• Temperatura.
• El grado de acidez (pH) del medio.

Medio que rodea la célula

• Isotónico: Tiene igual concentración que el citoplasma de la célula. No hay movimiento neto de agua.
• Hipotónico: Tiene menor concentración de soluto que el citoplasma. Entra agua por ósmosis y aumenta el volumen de la célula (en células vegetales genera turgencia).
• Hipertónico: Tiene mayor concentración de solutos que el citoplasma. Sale agua por ósmosis y se reduce el volumen de la célula (en células vegetales genera plasmólisis).