Ejercicio resuelto de Transporte membranoso · Biología · 2024

Pregunta 5. El siguiente esquema representa distintos tipos de transporte de moléculas a través de una membrana de la célula. Los cuadrados de distintos colores representan distintas moléculas y el número de cuadrados representa la concentración a ambos lados de la membrana (más cuadrados, más concentración).\na. Identifica los tipos de transporte representados por las letras A, B, C y D. (Calificación 0.5 puntos)\nb. Señala qué condiciones debe tener una molécula para que pueda pasar mediante el transporte indicado con la letra A. Indica dos ejemplos de moléculas que pasen así. (Calificación 0.5 puntos)\nc. ¿Cómo se llama el complejo proteico de transporte que permite el paso de ARN mensajero desde el núcleo al citoplasma? (Calificación 0.5 puntos)\nd. En condiciones de bajo nivel de hidratación del cuerpo, las células renales son capaces de transportar agua en contra de gradiente osmótico hacia el organismo de modo que se forma una orina muy concentrada e hipertónica. ¿Este transporte de agua, es un transporte pasivo o un transporte activo? Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)\n

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{Identifica}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{tipos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{representados}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{letras}}\mathbf{\text{A,}}\mathbf{\text{B,}}\mathbf{\text{C}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{D.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

En el esquema, la letra A señala una molécula que atraviesa directamente la bicapa; B, una que pasa por una proteína en forma de poro; C, una que pasa por una proteína que la envuelve y cambia de forma; y D, una que se mueve hacia el lado donde hay más concentración gastando ATP. Corresponden, por tanto, a:

$\text{Letra}$	$\text{Tipo de transporte}$	$\text{C}\acute{\text{o}}\text{mo se reconoce}$
A	Difusión simple a través de la bicapa	No interviene ninguna proteína y va a favor de gradiente
B	Difusión facilitada por proteína de canal	Proteína que forma un poro hidrófilo, a favor de gradiente
C	Difusión facilitada por proteína transportadora o permeasa	La proteína fija la molécula y cambia de conformación, a favor de gradiente
D	Transporte activo	Va en contra de gradiente y consume ATP

Los tres primeros son transportes pasivos: no gastan energía porque el gradiente es quien empuja. Solo el cuarto es activo.

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{ala}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{condiciones}}\mathbf{\text{debe}}\mathbf{\text{tener}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pueda}}\mathbf{\text{pasar}}\mathbf{\text{mediante}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{indicado}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{letra}}\mathbf{\text{A.}}\mathbf{\text{Indica}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{ejemplos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pasen}}\mathbf{\text{as}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Para atravesar directamente la bicapa, una molécula tiene que cumplir dos condiciones: ser $\mathbf{\text{apolar}}$ o muy poco polar y sin carga eléctrica, porque el interior de la membrana es hidrófobo y rechaza los iones y las moléculas polares; y ser de $\mathbf{\text{peque}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{tama}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{o}}$, ya que las moléculas grandes no se abren paso entre las colas aunque sean apolares. Y, como todo transporte pasivo, necesita además un gradiente a favor.

Dos ejemplos claros son los gases respiratorios, el $\mathbf{\text{ox}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{geno}}$ y el $\mathbf{\text{di}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{xido}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{carbono}}$, que son pequeños y apolares. También pasan así las hormonas esteroideas, el etanol, la urea y, en pequeña medida, la propia agua, que aunque es polar es tan pequeña que difunde algo por la bicapa.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{¿C}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llama}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{complejo}}\mathbf{\text{proteico}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{permite}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{paso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ARN}}\mathbf{\text{mensajero}}\mathbf{\text{desde}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{cleo}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{citoplasma?}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Se llama $\mathbf{\text{complejo}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{poro}}\mathbf{\text{nuclear}}$. Es una estructura de decenas de proteínas distintas, las nucleoporinas, dispuestas con simetría octogonal en los puntos donde las dos membranas de la envoltura nuclear se fusionan. Deja difundir libremente las moléculas pequeñas, pero el paso de las grandes, como el ARN mensajero maduro o las subunidades ribosómicas, es selectivo, bidireccional y consume energía: exige que la molécula lleve la señal adecuada y sea reconocida por proteínas transportadoras.

$\mathbf{\text{d.}}\mathbf{\text{Este}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{agua,}}\mathbf{\text{¿es}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{pasivo}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{activo?}}\mathbf{\text{Justifica}}\mathbf{\text{tu}}\mathbf{\text{respuesta.}}\mathbf{\text{(Calificaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Es un transporte $\mathbf{\text{pasivo}}$, por más que el enunciado diga que el agua se mueve en contra del gradiente osmótico.

La justificación está en que el agua $\mathbf{\text{nunca}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{bombea}}$: no existe ninguna proteína que gaste ATP en transportarla. Lo que hace la célula renal es mover $\mathbf{\text{solutos}}$ —sodio, cloruro, urea— mediante transporte activo, creando una médula renal muy hipertónica; y el agua sale entonces del túbulo por $\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{smosis}}$, a favor de su propio gradiente, a través de las acuaporinas cuya presencia regula la hormona antidiurética.

Es decir: el gasto de energía existe, pero está en el transporte activo de los solutos, no en el del agua. El agua se limita a seguirlos, y eso es transporte pasivo.