Clase 15 - Meiosis

ETAPAS DE LA MEIOSIS

1.  Meiosis I: Interfase, Profase I*, Metafase I*, Anafase I, Telofase I.  

2.  Meiosis II: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II.  Citocinesis.  

La meiosis consta de dos divisiones celulares, una después de la otra.  Las etapas son las mismas que la mitosis, pero con diferencias importantes en diversos puntos, los cuales han sido marcados con un asterisco en la lista anterior. 

1.  Meiosis I:  comienza con una célula diploide (de ahora en adelante llamada 2n), la cual está destinada a formar gametos o células sexuales. 

     

     a.  Interfase: idéntica a la mitótica.  Consta de G1, S, y G2.  

     b.  Profase I: idéntica a la mitótica, salvo por el siguiente proceso: entrecruzamiento cromosómico.  Este proceso es el primero mediante los cuales la información genética se recombinará en la célula, para crear células con nuevas combinaciones genéticas.  Los cromosomas homólogos, que se encuentran agrupados en sus pares, se unen por el centrómero, e intercambian la información entre si.  Esta situación es análoga a si uno tiene un closet con, por ejemplo, dos cajones.  Cada cajón representa un cromosoma del par homólogo.  Digamos que un cajón tiene poleras y el otro pantalones, pero un día se desordenan y queda todo mezclado.  La ropa que tendrá el closet es la misma, pero está combinada de distinta manera.  El siguiente video muestra el proceso del entrecruzamiento cromosómico: http://www.youtube.com/watch?v=D1_-mQS_FZ0  (entre 00:30 - 00:40).  Como el resto de la profase es idéntica a la mitótica, se desintegra el núcleo celular, y aparece el huso mitótico.    

     c.  Metafase I:   idéntica a la mitótica, excepto que acá son los pares los que se separan y no las cromátidas hermanas.  El siguiente diagrama hace una comparación de esta situación, con la de la metafase mitótica:

El diagrama anterior muestra cómo en la mitosis se separan las cromátidas hermanas, para que en cada célula quede exactamente la misma información genética que en la célula madre (tras la Anafase).  Esto se logra ordenando muy bien los cromosomas duplicados en el plano ecuatorial celular. 

El diagrama anterior ilustra la metafase y anafase de la meiosis I.  Hemos sacado los colores de las cromátidas para no confundirnos, dado que el proceso de entrecruzamiento cromosómico haría que cada cromátida tuviera una mezcla de colores única.  En cambio en la mitosis, (1) los cromosomas NO se ordenan de ningún modo específico en el plano ecuatorial de la célula, y (2) NO se separan cromátidas hermanas si no que se dividen los cromosomas por igual (parte de la Anafase I).

Siguiendo con la analogía del closet: es como si nos dijeran, en vez de "toma 3 poleras y 3 pantalones" (para así poder formar 3 combinaciones distintas) nos dicen "toma 6 prendas".  Quizá nos toquen puros pantalones, o puras poleras, o una mezcla de pantalones y poleras. 

     d.  Anafase I: idéntica a la mitótica: el huso mitótico arrastra cada cromosoma hacia un polo celular distinto.  Cada polo celular queda, entonces, con 23 cromosomas dobles, lo cual es DISTINTO a la mitosis, donde cada polo celular queda con 46 cromosomas simples.  El resultado, pues, de la meiosis I, es una célula haploide (dado que la información genética no se encuentra agrupada de a pares), lo cual no quiere decir que no esté duplicada. 

     e.  Telofase I: idéntica a la mitótica.   La sucede una citocinesis. 

2.  Meiosis II: la meiosis II separa las cromátidas hermanas, dejando como resultado células haploides ("n", a diferencia de diploide "2n") no duplicadas.  No hay duplicación del material genético.  

     a.  Profase II: idéntica a la mitótica: condensación de la cromatina, desintegración del núcleo celular, migración de los centríolos hacia los polos celulares, aparición del huso mitótico. 

     b.  Metafase II: los cromosomas duplicados se ordenan en el plano ecuatorial celular.  

     c.  Anafase II: separación de las cromátidas hermanas por medio del centrómero.  Cada cromátida hermana migra hacia un distinto polo celular. 

     d.  Telofase II: reconstrucción de los núcleos celulares, que ahora tienen 23 cromátidas por si solas, es decir, 23 cromosomas simples (no duplicados).  Es decir: la mitad del material genético de una célula somática normal.  Si le sumamos otras 23 cromosomas simples, se obtienen 46 cromosomas simples: el genoma humano.  Esto es lo que sucede en el momento de la fecundación.  

Las células en este paso formadas sufren posterior desarrollo para poder funcionar efectivamente como gametos, ejemplo: al espermio le crece su cola, para poder nadar.   

Clase 14 - Meiosis: conceptos previos

En la clase anterior, vimos cómo una célula lograba "hacer una fotocopia de si misma" por medio del proceso de la mitosis.  La mitosis sólo ocurre en células somáticas, es decir, en las células "normales" del cuerpo.  Así, cuando nos hacemos una herida, la mitosis regenera la piel que se rompió por la herida, multiplicando las células de la epidermis.  Las células epidérmicas son células somáticas.  ¿Cuáles serían las células "no-somáticas"?  Las células sexuales, o los gametos.  Para entender qué es un gameto veamos lo siguiente:

Los seres humanos tenemos 46 cromosomas en cada una de nuestras células, dispuestos en 23 pares.  A esta configuración la llamamos "2n", porque somos diploides (los cromosomas están dispuestos de a pares, no están solos).  Nuestra configuración genética es única de nosotros, nadie más la tiene.  ¿De dónde proviene este genotipo exclusivo de cada ser humano?  De nuestros progenitores, nuestra madre y nuestro padre.  Su información genética se une al momento de la fecundación, cuando el óvulo y espermio se juntan. Tanto el óvulo como el espermio son células sexuales o gametos.  ¿Qué distingue a los gametos de las células somáticas?

1.  Gametos con configuración genética "2n":

¿Podemos obtener un niño con configuración genética "4n"? NO, porque esto es el doble de información genética de lo que tiene un ser humano normal.  Entonces, ¿cómo tienen que ser los gametos?

2.  Gametos con configuración genética "n":

 Notamos entonces que el óvulo y el espermio, ambos células sexuales o gametos, tienen la mitad de la información genética de todos los seres humanos.  Su configuración genética es "n" en vez de "2n".  Por medio del proceso de la Meiosis es que se pueden obtener, a partir de células somáticas, las cuales son diploides "2n", células sexuales, haploides "n".  

ETAPAS DE LA MEIOSIS

1.  Meiosis I: Interfase, Profase I*, Metafase I*, Anafase I, Telofase I.  

2.  Meiosis II: Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II.  Citocinesis.  

La meiosis consta de dos divisiones celulares, una después de la otra.  Las etapas son las mismas que la mitosis, pero con diferencias importantes en diversos puntos, los cuales han sido marcados con un asterisco en la lista anterior. 

Clase 13 - Mitosis

En la clase anterior repasamos los conceptos necesarios para entender la mitosis, proceso mediante el cual el cuerpo multiplica sus células para un número de funciones como el crecimiento y la reparación tisular.  Vimos de qué modo se encontraba la información genética en nuestro cuerpo, repasando las distintas etapas del proceso de empaquetamiento del material genético.

ETAPAS DE LA MITOSIS

La mitosis cuenta con las siguientes etapas: Interfase (que a su vez se divide en G1, S, y G2), Profase, Anafase, y Telofase.  Finalmente, encontramos la Citocinesis.  A continuación describiremos cada una de estos pasos.

1.  Interfase: es la preparación para el proceso de división celular.
En G1 la célula experimenta un crecimiento a nivel general.  Se duplican organelos (ya que hay que producir una célula nueva), se sintetizan macromoléculas, etc.
En S, se duplica el material genético de la célula del siguiente modo:

Sabemos de la clase anterior que las cromosomas en nuestro cuerpo se ubican en pares, como en la primera fila.  Aquí pusimos 3 pares a modo de ejemplo, aunque sabemos que tenemos 23 pares de cromosomas en nuestras células.  Un cromosoma es la información de nuestra mamá, y el otro de nuestro papá.  Los agrupamos según el largo de sus brazos y la posición del centrómero.  En la fase S de la Interfase, los cromosomas se duplican.  Esto quiere decir, que se "fotocopian" a si mismos, y se acoplan a su "fotocopia" por el centrómero.  A esta fotocopia la llamaremos cromátida hermana.  En la Anafase de la mitosis, que analizaremos más adelante, veremos como este proceso de duplicación del material genético, es el responsable de que cada célula quede con información idéntica entre si.

El cromosoma metafásico (duplicado) tiene, pues, la siguiente estructura:

Las estructuras que nos interesan son los brazos, las cromátidas hermanas (idénticas entre si, cada una formada por dos brazos, uno corto y uno largo), y el centrómero.  Ya nos hemos referido a ellas.

En G2, la célula sintetiza estructuras y organelos especialmente diseñados para la división celular.  Por ejemplo, duplica los centríolos, de los cuales también hablaremos más adelante.

2.  Profase: se rompe la envoltura nuclear, liberando el material genético.  Los centríolos se encuentran cada uno en un extremo (un polo) de la célula, formando el huso mitótico. 

¿Que son los centríolos?  ¿Qué es el huso mitótico?  Los centríolos sintetizan el huso mitótico, estructura que podríamos asemejar a "caminos" o "senderos" que recorren la célula de extremo a extremo (de polo a polo).  Estos serán los caminos que guiarán a los cromosomas, para que lleguen a destino, durante el proceso de la división celular.  Sin centríolos y sin huso mitótico sería imposible la división celular.

En el diagrama, los centríolos son los círculos rojos en la parte superior de la célula.  El huso mitótico son las fibras verdes que se extienden desde cada centríolo en la parte superior de la célula.  Vemos los cromosomas duplicados dentro del núcleo cuya membrana se está desintegrando.

3.  Metafase: inserción de los cromosomas en el huso mitótico, por medio del centrómero, en el plano ecuatorial de la célula.

El centrómero ancla los cromosomas en las fibras del huso mitótico.  Cada cromosoma seguirá el camino de esta fibra durante la división celular.  El plano ecuatorial de la célula, corresponde al centro de esta.  Todo esto se ve en el diagrama de abajo:

 
 4.  Anafase: separación de las cromátidas hermanas.  Cada una de ellas migra hacia un polo opuesto de la célula. 

Ya habíamos dicho anteriormente que en la anafase apreciaríamos por qué el material genético se duplica como lo hace.  Si cada cromátida hermana es idéntica, y cada una de ellas se va hacia un polo distinto de la célula, debido a que los cromosomas se dividen por el centrómero, cada polo celular no puede si no ser idéntico al otro.  Esto resulta en que las células que se formarán a partir de esta mitosis sean idénticas la una a la otra.  Las flechas del diagrama a continuación muestran esta situación.  Las flechas azules muestran qué cromátidas se van a la izquierda, y las rojas se van hacia el polo derecho.  En cada polo queda una cromátida celeste, una naranja, una morada, y una roja.

5.  Telofase:  cada polo cuenta con todo su material genético.  La membrana nuclear (también llamada carioteca) se empieza a formar.

La citocinesis (diagrama siguiente), que es la separación de los citoplasmas, con la reconstrucción de la membrana celular que esto requiere, no siempre sucede, como, por ejemplo, en el caso de las células musculares y las neuronas, las cuales necesitan elongarse constantemente.  La citocinesis se logra mediante un anillo contráctil de microfibrillas.

RESUMEN

El siguiente esquema resume el proceso de la mitosis, gracias al cual se obtienen dos células idénticas, donde antes sólo había una.

Clase 12- Mitosis: conceptos previos

La teoría celular moderna incluye el siguiente postulado: 

"Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo, y del desarrollo y funcionamiento de un organismo de su especie así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular".

Recordemos que la célula es la unidad de herencia de los seres vivos.

¿De qué forma encontramos el material genético en la célula? La molécula orgánica que codifica la información genética de un organismo son los ácidos nucleicos.  Si tomasemos TODO el ADN que tenemos en nuestras células, podríamos ir de la tierra a la luna unas 6000 veces.  Tener este largo de ADN en el cuerpo podría ser un problema, pero el cuerpo ha ideado una forma de hacer todo más fácil.  Lo veremos a continuación.

¿Dónde encontramos el material genético en la célula?  En el núcleo, más específicamente, en el nucleolo.  El cuerpo guarda aquí el material genético para protegerlo de cualquier daño que pudiera presentarse.

MITOSIS

1.  ¿Qué es la mitosis?  Consiste en la división celular, para crear una célula idéntica (célula hija) a partir de una célula madre.  Tiene como función el crecimiento, la reparación de tejidos, y la reproducción asexual. 

2.  Necesitamos saber algunos conceptos antes de repasar cómo opera la mitosis. 

    -  El material genético de nuestro cuerpo necesita ser "empaquetado" antes de proceder con la mitosis, para optimizar el proceso y minimizar los errores que en él pudiesen suceder.  Una analogía útil para entender por qué el cuerpo quiere empaquetar su material genético, es el siguiente: si queremos irnos de viaje y tenemos que hacer la maleta, ¿nos es más fácil que nuestra ropa esté por toda la casa, u ordenada en nuestro closet?  Obviamente que conviene que toda la ropa esté en un mismo lugar para así hacer más rápido nuestra maleta. 

El empaquetamiento de material genético prosigue del siguiente modo: 

ADN doble hélice (primer dibujo del diagrama) --> ADN enrollado en proteínas histonas = estructura de rosario = cromatina (segundo dibujo del diagrama) --> más enrollado --> más enrollado --> cromosoma = etapa de máxima condensación del material genético (último dibujo del diagrama). 

ADN enrollado en proteínas histonas (segundo dibujo del diagrama):  el ADN da vueltas (8) alrededor de una proteína llamada histona, para formar una estructura parecida a la de un rosario, en el cual las cuentas se enrollan en el hilo del rosario, que recorre todas las cuentas.  A esta estructura también se le llama cromatina. 

Cromosoma:  es lo más enrollado, condensando, que podemos tener nuestro material genético.  Podemos distinguir las siguientes partes en un cromosoma: 

  

Más adelante veremos que la forma del cromosoma cambiará ligeramente.

Cada especie tiene un número determinado de cromosomas.  Los humanos, tenemos 46 cromosomas ordenados de a pares.  O sea, tenemos 23 pares de cromosomas.  De estos 23 pares, 22 son somáticos (del cuerpo en general), y 1 es sexual.  Este último determina si somos del sexo masculino o femenino.  Los cromosomas de nuestro cuerpo los podemos ver en el siguiente diagrama llamado cariotipo:

Cada par está, entonces, formado por dos cromosomas.  Un cromosoma corresponde a la información de nuestra mamá, y el otro a información de nuestro papá.  Esta información "dialoga" entre si, expresando ciertos genes y otros no.  Es por esto que nosotros no somos idénticos a ninguno de nuestros papás, pero sí somos una combinación de ellos.  

Clase 11 - Energía y Materia en los Ecosistemas

¿Podríamos vivir sin árboles o sin plantas?  Pensemos en todo lo que comemos: carne, verduras...  ¿Y con que alimentamos a los animales que luego comemos?  Con plantas.  Sin plantas, ¿qué comerían los animales, incluidos nosotros?  ¡Nada!  Entonces, NO podríamos vivir sin árboles o plantas.  Esto nos lleva a preguntarnos, ¿y de qué viven las plantas?  De todos los nutrientes que encuentran en el sol, sin duda.  ¿Y de dónde salen estos nutrientes?  Pensemos: ¿podrían las plantas vivir sin sol?  No.  Si bien podemos decir esto por intuición, a medida que avance la clase veremos por qué el sol es estrictamente necesario para la vida de TODO en el planeta.

-  Los árboles producen su propia comida.  Por ende, son organismos autótrofos.  Esto es distinto a los animales, que deben obtener su comida desde "afuera".  Los animales, los hongos, los humanos, etc., son organismos heterótrofos. 

-  ¿Cómo producen las plantas su propia comida?  Convirtiendo la energía lumínica, proveniente del sol, a energía química, la cual se encuentra en forma de azúcar. Esto por medio del proceso de la fotosíntesis. 

CO2 --> dióxido de carbono.  H20 --> agua.  C6H12O6 --> glucosa (monosacárido).  O2 --> oxígeno.  

Al lado izquierdo de la ecuación de fotosíntesis encontramos lo que necesitamos para que ésta ocurra (dióxido de carbono obtenido de la atmósfera, y agua absorbida por las raíces).  Estos son los reactantes.  Al lado derecho encontramos lo que producimos, o sea, los productos: glucosa, la "comida" de la planta, y O2 que es liberado a la atmósfera.  

Es interesante notar que no solo vivimos gracias a la fotosíntesis porque las plantas pueden "comer", si no también porque la fotosíntesis absorbe CO2 del aire, para luego liberar oxígeno a la atmósfera.  Sin oxígeno claramente la vida no sería posible.  

-  ¿Cómo funciona la fotosíntesis?  En dos fases: fase primaria o lumínica, y fase secundaria u oscura. 

La fase lumínica rompe los reactantes con ayuda de la luz solar (pregunta: ¿cuáles son los reactantes de la fotosíntesis?) para generar subproductos, que luego nos llevarán a los productos finales. 

La fase secundaria u oscura, también llamada Ciclo de Calvin, toma estos subproductos para llegar a los productos finales (¿cuáles eran estos?).  

-  ¿Dónde ocurre la fotosíntesis?  en las hojas y los tallos verdes de las plantas.  ¿Por qué son verdes?  Porque contienen clorofila, un pigmento que absorbe la luz.  Este pigmento se encuentra contenido en los cloroplastos de las hojas (los cloroplastos son organelos de la célula vegetal).  O sea, más concretamente, la fotosíntesis ocurre la clorofila de los cloroplastos de la célula vegetal, los cuales se encuentran en las hojas y los tallos verdes de las plantas.

Al principio de la clase, hablamos de lo que comíamos los animales, y siempre se llega a una planta.  Esto lo analizaremos a continuación, junto con algunos conceptos importantes de entender.

-  Ecosistema: conjunto de lo biótico (lo vivo) y lo abiótico (lo no vivo) en una región determinada.  

Pregunta de reforzamiento: identifica los elementos que componen el ecosistema ilustrado arriba.

-  Cadena alimentaria o cadena trófica:  conjunto de organismos a través de los cuales fluye la energía que se almacenó en los organismos autótrofos.  También, proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica.  Por último, corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema.  

¿Qué queremos decir con todo esto?  Imaginemos la siguiente cadena trófica:

Todo parte de una planta, ya que es un organismo autótrofo.  En el caso de una cadena trófica también se le llama productor.  El insecto se come la planta, siendo un consumidor primario.  La planta en si (su materia) como la energía contenida en ella, pasan al insecto.  El ratón se come al insecto, siendo un consumidor secundario.  El insecto en si, y su energía contenida, pasan al ratón, PERO el insecto tenía también la energía y la materia de la planta.  La cadena sigue hasta su fin, en este caso el águila.  Cuando el águila muera, entran en juego otros actores de las cadenas tróficas: los descomponedores.  El cadáver del águila será descompuesto por estos organismos, a menudo bacterias, a pedacitos más y más chicos, hasta que se obtengan nutrientes que se vuelven a incorporar al suelo gracias a mecanismos especializados.  Así, el ciclo puede repetirse una y otra vez como ya lo ha hecho a lo largo de los años.  Esto último puede relacionarse con lo que se aprende en física.  La materia no se crea ni se destruye.  Los descomponedores devuelven la materia que circuló por la cadena trófica, al suelo, que fue donde todo partió.  Pregunta de reforzamiento: ¿es importante devolverle al suelo los nutrientes, como por ejemplo, el nitrógeno?  ¿De qué molécula orgánica descompuesta podríamos obtener nitrógeno, y qué formará en el futuro?  

Entonces, ¿qué significan las flechas de una cadena trófica o alimentaria?  Más que significar quién se comió a quién, indican hacia dónde va el flujo de materia, y el flujo de energía.  Por último, tenemos como conceptos clave: productor, consumidor (1ario, 2ario, 3ario...), descomponedor, materia, energía.

-  Consecuencias de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas: ¿qué pasaría si el insecto, o el ratón, come una sustancia tóxica?  De acuerdo a las flechas, esta se traspasaría a todos los niveles de la cadena trófica.  Esto nos llama a cuidar el medio ambiente en el que vivimos, ya que todo lo que pueda afectar a otro ser vivo afectará también a muchos otros.   Un claro ejemplo son los pesticidas.  

Clase 10 - Transporte a través de la membrana

Habíamos mencionado anteriormente que, entre las funciones de la membrana celular, estaban:
  -  Aislar a la célula de su medio ambiente, y a la vez comunicar a la célula con su medio ambiente.
  - Dejar pasar de modo selectivo distintas moléculas a la célula.  

Al igual como nosotros necesitamos inyectarle comida a nuestro organismo para poder vivir, la célula necesita de diversas moléculas para llevar a cabo las funciones en los organelos que ya revisamos.  ¿Cómo pasarán distintas moléculas a la célula?

Tipos de transporte a través de la membrana celular: 
  - Osmosis.
  - Transporte pasivo: difusión simple, y difusión facilitada.
  - Transporte activo.

1.  Osmosis:
    -  Se refiere exclusivamente al paso de agua a través de la membrana semipermeable.
    -  ¿En qué dirección se moverá el agua?  ¿Hacia dentro o hacia fuera de la célula?  DEPENDE.

Imaginemos que tenemos un recipiente con una membrana semipermeable, con agua y azúcar a ambos lados (A y B) (los puntos verdes son azúcar).  Como es semipermeable, lo que quiere decir que algunas cosas pasan, otras no, pasará el agua ya que el azúcar es muy grande.

En el caso (1), hay más azúcar al lado A que al lado B.  El agua se mueve del lado B al lado A, lo cual es representado con la flecha azul.  Es decir, de donde hay más agua a donde hay menos agua, o sea, de donde había menos concentración de azúcar hacia donde hay más concentración de azúcar.  Esto quiere decir que el agua se mueve a favor del gradiente de concentración (gradiente=diferencia).  Al principio, el lado A estaba hipertónico (hiper=mucho --> había mucha concentración de azúcar) con respecto al lado B.  De igual modo, el lado B estaba hipotónico (hipo=poco --> había poca concentración de azúcar) con respecto al lado A.  O sea, el agua se movió de hipotónico a hipertónico.  Al final del experimento, ambos lados son isotónicos con respecto al otro (iso=igual --> hay igual concentración de azúcar).  O sea, la osmosis funciona siempre a favor del equilibrio en un sistema (equilibrio biológico=homeostasis).

Ejercicio de reforzamiento:  En el caso (2), ¿qué lado tiene más concentración de azúcar, A o B?  El lado A, ¿es hipertónico, hipotónico, o isotónico, con respecto a B?  El lado B, ¿es hipertónico, hipotónico, o isotónico, con respecto a A?  ¿Hacia qué lado se mueve el agua?  ¿De hipertónico a hipotónico, o al revés?  ¿Cuál es el resultado final del experimento?

Ejercicio de reforzamiento: Explica por qué el experimento (3) no demuestra cambios al principio y al final.  Aplica las palabras antes revisadas de hipertonía, hipotonía, e isotonía.

¿Cómo podríamos aplicar esto a la célula?  Imaginemos que despertamos.  No comemos hace horas, por lo tanto nuestras células tienen poca azúcar dentro de ellas.  Tras desayunar, hay mucha azúcar en nuestra sangre producto de la digestión.  El azúcar entrará a las células, dándonos energía.  El azúcar se movió de donde había más azúcar a donde había menos azúcar, o sea, a favor del gradiente de concentración de azúcar.

¿Por qué tomar agua del mar nos hace mal?  El agua de mar tiene sal.  Si tomamos agua de mar, vamos a encontrar mucha sal en nuestra sangre.  La concentración de sal en la sangre será mayor que la concentración de sal en la célula.  Por ende, el agua saldrá de la célula hacia la sangre para intentar igualar las concentraciones (para llegar a la isotonía), haciendo que nos deshidratemos más rápidamente.

2.  Transporte pasivo 
    -  El transporte pasivo se distingue del transporte activo por no necesitar energía para suceder.  
    -  Existen dos tipos de transporte pasivo: la difusión simple, y la difusión facilitada.
    -  Difusión simple: ciertas moléculas pasan libremente a través de la membrana.  Es como osmosis, pero para moléculas que NO son agua (ya dijimos que el término osmosis se refiere exclusivamente al paso de agua a través de la membrana).

Recordemos la estructura de la membrana plasmática:

Por dentro es hidrofóbica, y por fuera es hidrofílica.  Pregunta de reforzamiento: ¿qué componente de la membrana logra que tenga este carácter anfipático?  O sea, ¿qué moléculas esperamos que puedan pasar libremente?  Las hidrofóbicas.  También, los gases (O2 oxígeno y CO2 dióxido de carbono), y pequeños iones (pese a que los iones son hidrofílicos, logran pasar por su pequeño tamaño).  

    -  Difusión facilitada:  ciertas moléculas que no pasan libremente a través de la membrana, sea por su tamaño o por su polaridad, ejemplo: glucosa y otros monosacáridos.  Con la ayuda de proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana (ver diagrama de arriba) estas moléculas pueden pasar hacia dentro de la célula.  

3.  Transporte activo

  -  A diferencia del transporte pasivo, el transporte activo necesita energía para suceder.  Esta energía se encuentra en nuestro organismo en forma de ATP.   

   -  Ocurre para las moléculas que no pueden entrar a la célula por ningún tipo de difusión,  por su gran tamaño y por su polaridad que las hace ser hidrofílicas, ejemplo: sodio (Na), potasio (K), ión calcio (Ca+2).  ¿Cómo lo logran?  Con la ayuda de proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana, las cuales forman bombas de transporte. 

    -  Clasificación de transporte activo según la dirección de entrada de las moléculas:

Caso (1): uniporte.  Entra una molécula hacia la célula. Ejemplo:  bomba de glucosa.

Caso (2): simporte.  Una molécula entra gracias al movimiento de otra molécula.  Es el caso del "+1". Ejemplo: dos sodio (2 Na+) y una glucosa.   

Caso (3): antiporte.  Una molécula entra, al mismo tiempo que otra sale.  Ejemplo: bomba sodio potasio.  Salen 3 sodio (3 Na+) por dos potasio (2 K+).

Tanto simporte como antiporte son casos de cotransporte, ya que involucran a más de una molécula.  

4.  Ejemplos biológicos varios

    -  Células vegetales:  la crenación si colocamos una célula vegetal en un medio hipertónico, es decir, con mucho soluto (soluto=lo que se disuelve en el solvente), el agua se moverá hacia afuera.  La planta se deshidrata y se seca.  Lo contrario es el fenómeno de la turgencia, donde la célula vegetal es colocada en un medio hipotónico.  El agua entra, hinchando la vacuola, pero la célula no se revienta al estar protegida por la pared celular.  

Clase 9 - La membrana celular

1.  Composición
     -  Fosfolípidos
     -  Proteínas
     -  Carbohidratos
     -  Colesterol

Gracias a cada uno de estos componentes es que la membrana celular cumple con las siguientes funciones.

2.  Funciones
     -  Aislar a la célula de su medio ambiente, Y a la vez comunicar a la célula con su medio ambiente.
     -  Dejar pasar de modo selectivo distintas moléculas a la célula --> algunas cosas pasarán, otras no.
     -  Dar forma a la célula, hacerla resistente a fuerzas que actúen sobre ella, etc.

En fin, la membrana celular es como la pared de una casa, con varias puertas y ventanas por donde uno deja  pasar lo que quiere, y lo que no, queda afuera.

3.  Fosfolípidos
     -  Recordar de la clase de lípidos, que los fosfolípidos son una cabeza de glicerol unida a 2 ácidos grasos, y a un grupo fosfato:

La cabeza de glicerol es atraída por el agua.  Es decir, es hidrofílica (hidro=agua, fílico="amor").
Los ácidos grasos son repelidos por el agua.  Es decir, son hidrofóbicos (hidro=agua, fóbico=fobia).
O sea, una parte del fosfolípido quiere estar en contacto con el agua (el glicerol) y la otra no quiere estar en contacto con el agua (las colas de ácidos grasos).  Esto hace que los fosfolípidos sean moléculas anfipáticas.
     -  Por esto mismo, es que los fosfolípidos forman una bicapa lipídica.  Hay agua fuera y dentro de la célula, entonces, formando una bicapa, los ácidos grasos quedan por dentro, protegidos del agua, y las cabezas de glicerol quedan por fuera, tocando el agua.  La bicapa luce así:

Los fosfolípidos estan en color dorado en el esquema.  ¿Pueden observar la bicapa lipídica?
     - Pregunta: si el interior de la membrana, o de la bicapa, no "acepta" el agua, ¿podrán moléculas hidrofílicas como el ion calcio cruzar la bicapa?  ¿Podrán moléculas hidrofóbicas como los gases oxígeno y dióxido de carbono cruzar la bicapa?

4.  Proteínas de membrana
     -  Proteínas integrales o intrínsecas: cruzan la membrana de un lado a otro, formando canales de proteína.
     -  Proteínas periféricas o extrínsecas: no cruzan la membrana, si no que se encuentran unidas a las cabezas de glicerol por adentro de la membrana o por afuera de ella.  Tienen funciones como de señalización celular.

5.  Carbohidratos
     -  Se encuentran unidos a proteínas extrínsecas de membrana, formando estructuras como el glicocáliz, que funciona como la "huella digital" de la célula.  O sea, funcionan en procesos de comunicación y señalización celular.

6.  Colesterol
     -  Aporta rigidez a la membrana plasmática.  Recordar, de la clase de lípidos, que el colesterol es un anillo plano hecho de carbonos e hidrógenos.  Por su forma, un tanto "tiesa", logra darle rigidez a la membrana. 

7.  Estructura de la membrana
     -  La membrana celular es asimétrica: la distribución de sus componentes varía de una célula a otra, y no es igual en todos lados. 
     -  La membrana celular es fluída: no es estática, no está quieta, los fosfolípidos se pueden mover en la membrana por ejemplo. 
     -  Por todo esto decimos que la membrana celular responde a un modelo de mosaico fluído.