Ejercicio resuelto de Transporte membranoso · Biología · 2025

El esquema representa la membrana plasmática de una célula eucariota animal.




1. Indique el nombre del mecanismo de transporte que se representa en la figura y señale en qué dirección tendrá lugar el transporte de ${\text{H}}_2\text{O}$ si la presión osmótica es más alta en el lado extracelular que en el lado intracelular de la membrana. [1 punto]

2. Indique cómo se llama el mecanismo que permite transportar de forma específica hacia el interior de la célula macromoléculas de elevada masa molecular. Explique brevemente cómo tiene lugar este tipo de transporte. [1 punto]

3. Explique qué es el potencial de membrana y señale qué elemento de la membrana es esencial para generar este potencial y cómo lo hace. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{1.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{mecanismo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{representa}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{direcci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{de}}$$\mathrm{<mrow><msub><mtext>H</mtext><mn\; mathvariant="bold">2</mn></msub><mtext>O</mtext></mrow>}$$\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{presi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{osm}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{alta}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{lado}}\mathbf{\text{extracelular}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{lado}}\mathbf{\text{intracelular}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{membrana.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

La figura muestra moléculas de agua atravesando la bicapa a través de una proteína que forma un canal: es un $\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{pasivo}}$, en concreto $\mathbf{\text{difusi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{facilitada}}$ a través de una $\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{na}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{canal}}$; el canal específico del agua es la $\mathbf{\text{acuaporina}}$, y al paso de agua a través de una membrana semipermeable se le llama $\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{smosis}}$.

Es pasivo porque no consume ATP: el agua se mueve a favor de su gradiente, y lo único que hace la proteína es ofrecerle una vía más rápida que la propia bicapa, que ya es algo permeable al agua.

Si la presión osmótica es más alta en el lado extracelular, quiere decir que fuera hay más solutos y, por tanto, menos agua libre: el medio es $\mathbf{\text{hipert}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nico}}$ respecto al citoplasma. El agua se desplaza siempre hacia donde la concentración de solutos es mayor, de modo que el transporte tendrá lugar $\mathbf{\text{desde}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{interior}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{hacia}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{exterior}}$. La célula perderá agua y, si es animal como la del esquema, se arrugará (crenación).

$\mathbf{\text{2.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llama}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{mecanismo}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{permite}}\mathbf{\text{transportar}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{forma}}\mathbf{\text{espec}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{fica}}\mathbf{\text{hacia}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{interior}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{macromol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{elevada}}\mathbf{\text{masa}}\mathbf{\text{molecular.}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{transporte.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

Se llama $\mathbf{\text{endocitosis}}\mathbf{\text{mediada}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{receptor}}$. Es la variante específica de la endocitosis, frente a la fagocitosis y la pinocitosis, que son inespecíficas; se emplea para incorporar macromoléculas concretas, como el colesterol transportado por las LDL, la transferrina con hierro o algunas hormonas.

Tiene lugar en cuatro pasos:

$\mathbf{\text{i)}}$ La macromolécula, que actúa de ligando, se une a un $\mathbf{\text{receptor}}$ proteico específico de la cara externa de la membrana. Es esa unión la que da la especificidad al proceso.

$\mathbf{\text{ii)}}$ Los complejos receptor-ligando difunden lateralmente y se concentran en unas zonas de la membrana llamadas $\mathbf{\text{fositas}}\mathbf{\text{recubiertas}}$, tapizadas por dentro de clatrina.

$\mathbf{\text{iii)}}$ La fosita se invagina y se estrangula, y se desprende hacia el citoplasma una $\mathbf{\text{ves}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{cula}}$ recubierta que encierra el material.

$\mathbf{\text{iv)}}$ La vesícula pierde la cubierta de clatrina y se fusiona con un endosoma, donde el pH ácido separa el ligando del receptor: el ligando sigue hacia los lisosomas y los receptores se reciclan volviendo a la membrana.

A diferencia de los transportes anteriores, aquí no pasa nada a través de la bicapa: es la propia membrana la que se deforma, y por eso el proceso consume energía.

$\mathbf{\text{3.}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{potencial}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{membrana}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ale}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{membrana}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{esencial}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{generar}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{potencial}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{lo}}\mathbf{\text{hace.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El potencial de membrana es la $\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{potencial}}\mathbf{\text{el}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ctrico}}$ que existe entre las dos caras de la membrana plasmática, debida a que los iones no están repartidos por igual a un lado y a otro. En una célula en reposo el interior es negativo respecto al exterior, del orden de $-70$ mV en una neurona.

El elemento esencial para generarlo es la $\mathbf{\text{bomba}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{sodio-potasio}}$, una ATPasa de transporte activo. En cada ciclo hidroliza una molécula de ATP y, con la energía liberada, expulsa $\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{iones}}$ $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ al exterior mientras introduce $\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{iones}}$ ${\mathrm{K}}^{+}$, los dos en contra de su gradiente.

Genera el potencial de dos maneras. De forma directa, porque saca tres cargas positivas y mete solo dos: cada ciclo deja el interior algo más negativo, y por eso se dice que es una bomba electrogénica. Y de forma indirecta y más importante, porque mantiene los gradientes de $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ y ${\mathrm{K}}^{+}$ de los que depende todo lo demás: como la membrana en reposo es mucho más permeable al potasio, este tiende a salir por sus canales de fuga dejando dentro los aniones orgánicos, que no pueden seguirlo, y esa separación de cargas es la que fija el valor del potencial de reposo.