Pregunta 4. BIOLOGÍA CELULAR (2 puntos)
Opción 4.1. En relación con el transporte a través de la membrana plasmática:
A) Explique las diferencias entre el transporte activo y el transporte pasivo (0,6 p.).
B) Nombre los tipos de transporte pasivo y explique cómo tienen lugar (0,6 p.).
C) En relación con los procesos mediante los que tiene lugar el transporte de macromoléculas y partículas a través de la membrana plasmática, i) explique brevemente cómo tienen lugar la endocitosis y la exocitosis (0,5 p.); ii) distinga entre fagocitosis y pinocitosis (0,3 p.).
Ambos son mecanismos por los que las moléculas pequeñas atraviesan la membrana plasmática, y se distinguen por el sentido en que lo hacen respecto al gradiente y por el consumo de energía que exigen.
En el transporte pasivo las sustancias pasan a favor de su gradiente, desde donde están más concentradas hacia donde lo están menos. Es un proceso espontáneo, impulsado por la propia energía del gradiente, que no consume ATP y que tiende a igualar las concentraciones a ambos lados de la membrana.
En el transporte activo las sustancias se mueven en contra de su gradiente electroquímico. No es espontáneo, de modo que requiere un aporte de energía, normalmente la hidrólisis de ATP, y siempre está mediado por proteínas transportadoras específicas llamadas bombas, como la bomba de sodio y potasio. Gracias a él la célula mantiene concentraciones desiguales a uno y otro lado de la membrana.
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| Sentido | A favor del gradiente | En contra del gradiente |
| Energía | No consume ATP | Consume ATP |
| Espontaneidad | Espontáneo | No espontáneo |
| Proteínas | No siempre (difusión simple) | Siempre (bombas) |
La diferencia esencial es, por tanto, que el transporte pasivo va a favor del gradiente sin gasto energético y el activo en contra, a costa de ATP.
Hay dos tipos de transporte pasivo, la difusión simple y la difusión facilitada.
En la difusión simple las moléculas atraviesan directamente la bicapa lipídica, sin intervención de proteínas. Solo lo consiguen las moléculas pequeñas y apolares, liposolubles, como el oxígeno, el dióxido de carbono o el etanol, y en menor medida las moléculas pequeñas polares sin carga, como el agua o la urea, que se cuelan entre los fosfolípidos.
En la difusión facilitada pasan, también a favor de gradiente, las moléculas que por su tamaño, su polaridad o su carga no pueden cruzar la bicapa por sí solas. Necesitan proteínas de membrana de dos clases: las permeasas o proteínas transportadoras, que se unen al soluto, cambian de conformación y lo liberan al otro lado, como ocurre con la glucosa y los aminoácidos, y las proteínas de canal, que forman un poro hidrófilo por el que pasan iones concretos como el sodio, el potasio o el calcio; un caso particular son las acuaporinas, canales específicos para el agua.
En los dos casos el flujo va a favor de gradiente y no supone gasto de energía.
Las macromoléculas y las partículas grandes no pueden pasar por difusión ni por bombas: lo hacen mediante transporte en masa o vesicular, que deforma la membrana y consume ATP.
i) En la endocitosis la célula incorpora material del exterior. La membrana plasmática se invagina rodeando la sustancia, los bordes se estrangulan y se cierran, y queda en el citoplasma una vesícula endocítica con el contenido captado. La exocitosis es el proceso inverso: una vesícula procedente del interior, normalmente del aparato de Golgi, se acerca a la membrana, ambas se fusionan y el contenido se vierte al medio extracelular. Sirve para secretar enzimas, hormonas o neurotransmisores y, de paso, repone membrana plasmática.
ii) Fagocitosis y pinocitosis son dos tipos de endocitosis que se diferencian en la naturaleza de lo que captan:
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| Material captado | Partículas sólidas grandes | Líquido y solutos disueltos |
| Mecanismo | Emisión de pseudópodos | Pequeñas invaginaciones |
| Vesícula | Fagosoma, de gran tamaño | Pinosomas, muy pequeños |
| Ejemplo | Macrófago que engloba una bacteria | Captación de gotitas del medio extracelular |
En conclusión, la fagocitosis ingiere partículas sólidas mediante pseudópodos y la pinocitosis incorpora líquido con las sustancias disueltas en él.