Transporte Celular Pasivo y Activo: Difusión y Bombas Iónicas
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Transporte Pasivo: Difusión a Través de la Membrana
El transporte pasivo es un proceso de difusión a través de la membrana que no requiere energía. Las moléculas se desplazan a favor de su gradiente de concentración, es decir, desde una zona de alta concentración a una de baja concentración. Este transporte puede ocurrir por:
Difusión Simple
En la difusión simple, las moléculas no polares, que se disuelven fácilmente en la bicapa lipídica (como el oxígeno, O2, y el nitrógeno, N2), pasan directamente a través de ella. Las moléculas polares sin carga, si son de tamaño reducido (como el agua, H2O, y el dióxido de carbono, CO2), también pueden atravesar la bicapa lipídica.
Difusión Facilitada
La difusión facilitada es necesaria para los iones y la mayoría de las moléculas polares, que no pueden atravesar la bicapa lipídica por sí solos. Este tipo de transporte se realiza mediante proteínas transmembrana, que pueden ser:
- Proteínas de canal: Forman poros acuosos que permiten el paso de iones de tamaño y carga adecuados. Estos canales iónicos son regulados y se abren solo de manera transitoria. Algunos se abren por interacción con un ligando (canales regulados por ligando) y otros en respuesta a un cambio del potencial de membrana (canales regulados por voltaje).
- Acuaporinas: Proteínas que forman canales específicos para el paso rápido de moléculas de agua a través de la membrana. Se encuentran en la membrana plasmática y en las membranas internas de muchas células animales y vegetales.
- Proteínas transportadoras específicas: Se unen a la molécula a transportar y sufren un cambio conformacional que permite la transferencia de la molécula a través de la membrana. Cada proteína transporta solo un tipo de ion o molécula, o un grupo de moléculas estrechamente relacionadas. La velocidad de transporte alcanza un máximo cuando el transportador está saturado.
Transporte Activo: Contra Gradiente con Consumo de Energía
El transporte activo se realiza en contra del gradiente de concentración y requiere el consumo de energía metabólica (ATP). Las proteínas transportadoras que intervienen se denominan bombas. Las más importantes son las que transportan los cationes sodio (Na+), potasio (K+), calcio (Ca2+) y protones (H+).
Bomba de Sodio-Potasio (Na+/K+-ATPasa)
La mayoría de las células animales mantienen una alta concentración de K+ y una baja concentración de Na+ en comparación con el medio externo. Estos gradientes se generan gracias a la bomba de Na+/K+, que bombea ambos iones simultáneamente.
Funciones de la Bomba de Na+/K+:
- Control del volumen celular: La expulsión de Na+ es crucial para mantener el balance osmótico y estabilizar el volumen celular.
- Generación de potencial de membrana: La energía potencial almacenada en el gradiente de Na+/K+ permite que las células nerviosas y musculares sean eléctricamente excitables.
- Impulso del transporte activo secundario: El gradiente de Na+ generado por la bomba impulsa el transporte activo de glucosa y aminoácidos hacia el interior de algunas células.
Profase Temprana I de la Meiosis
La profase I es una etapa compleja de la meiosis, subdividida en varias fases:
Leptoteno
Los cromosomas comienzan a condensarse y se hacen visibles como filamentos dentro del núcleo. Aunque los cromosomas ya están duplicados, las cromátidas hermanas aún no son visibles.
Zigoteno
Los cromosomas homólogos comienzan a emparejarse gen a gen, en un proceso llamado sinapsis. Cada par cromosómico resultante se denomina bivalente o tétrada.
Paquiteno
Se produce el entrecruzamiento cromosómico (crossing-over), un intercambio de fragmentos de ADN entre cromosomas homólogos.
Diploteno
Los cromosomas homólogos comienzan a separarse, pero permanecen unidos por los puntos donde ocurrió el entrecruzamiento, denominados quiasmas.
Diacinesis
Los cromosomas continúan condensándose. Los demás fenómenos que ocurren son similares a los de la profase de la mitosis (desaparición de la envoltura nuclear, formación del huso mitótico, etc.).