• Categories
• Membrana celular
• Diálisis
• Célula (Biología)
• Ósmosis
• Biología celular

Citation preview

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR TRANSPORTE DE MOLÉCULAS: TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA Y TRANSPORTE VESICULAR

4 1. OBJETIVOS

1. Observar los diferentes tipos de transporte que se utilizan en la incorporación y liberación de moléculas y el efecto de la concentración del medio sobre las células y comprobar el proceso de ósmosis. 2. Observar el transporte vesicular de macrófagos en preparados histológicos fijos: (a) célula de kupffer en tejido hepático y (b) macrófago en bola de edema

2. INTRODUCCIÓN La célula posee un sistema complejo de membranas, cuya función general es el intercambio de materiales entre la célula y el medio acuoso externo o fluido extracelular y entre los orgánulos y el citoplasma de las células. Las membranas sirven igualmente para compartimentalizar enzimas y metabolitos celulares. Las membranas poseen la propiedad funcional de permeabilidad selectiva, Esta propiedad le permite a la célula ser selectiva en el paso de las moléculas de agua y de solutos La permeabilidad puede verse afectada por cambios de temperatura, tóxicos, solventes orgánicas y la composición química del medio que rodea la célula., factores que de alguna afectan la velocidad de transporte de éstas. Los diferentes tipos de transporte que permiten el paso de las diversas sustancias de un espacio o compartimento a otro y dependiente del tamaño de su molécula; pueden ser transporte a través de la membrana y transporte en masa o vesicular. El transporte a través de la membrana a su vez se puede clasificar en transporte pasivo (sin gasto de ATP y con velocidad de pasaje tope o máxima) y el transporte activo (con gasto de ATP). El transporte en masa o vesicular, es un transporte activo que requiere de energía y reorganización del citoesqueleto como de la membrana. Es un transporte que también podemos clasificarlo en dos: endocitosis y exocitosis. Entre los tipos de transporte pasivos podemos señalar: la difusión, la diálisis y la osmosis. La difusion es un proceso físico de gran importancia en el equilibro molecular de la célula con el compartimento extracelular. La membrana plasmática celular permite la difusión de moléculas hidrofóbicas, iones, aminoácidos, monosacáridos, etc., gracias a sus proteínas transportadoras, las mismas que permiten el pasaje de los solutos a velocidades diferentes por la carga y el peso molecular que presentan. En la célula se realiza difusión simple y la difusión facilitada, sin gasto de ATP y con velocidad de pasaje siempre proporcional. La dialisis: es un fenómeno físico en que los cristaloides son separados de las proteínas en virtud de sus tasas diferenciales de difusión a través de una membrana semipermeable. Algunos autores denominan diálisis a la difusión pasiva de sustancias a través de una membrana semipermeable artificial, limitando la denominación de hemodiálisis al proceso físico vital realizado en vertebrados a nivel de glomérulo renal en donde la sangre es depurada de sus sustancias de desecho conllevando a la formación de un filtrado de cristaloides que después originarán la orina. La ósmosis: es la difusión de agua a través de la membrana citoplasmática semipermeable como respuesta a la diferencia de concentración salina entre la célula y su entorno. Movimiento de agua (solvente) de una solución de concentración menor a una de concentración mayor. El ingreso de agua a la célula se denomina endósmosis originando un aumento en el volumen celular (llamándose hemólisis y 1

Actividades de Práctica

P.C.

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR turgencia en células animales y vegetales, respectivamente); el pasaje contrario es exósmosis, induciendo la pérdida de volumen en la célula (crenación y plasmólisis en células vegetales, respectivamente Si una membrana es permeable al soluto, provocará la lisis celular. La razón de ello es que el soluto penetra por difusión al interior de la célula, provocando la entrada de agua y ruptura final de la membrana. El tiempo que tarde en producirse la lisis será inversamente proporcional a la permeabilidad de la membrana para el soluto en cuestión. Cuando se suspenden hematíes en una solución hipotónica de cloruro sódico estos absorben agua, se hinchan, adquieren una forma esférica y se hacen más frágiles produciendo una hemólisis. La resistencia osmótica del eritrocito (ROE), se refiere a la resistencia de los eritrocitos de no hemolizarse cuando se les pone en medio hipotónico con respecto al plasma, cuya concentración decrece de 0,6 a 0.5% aproximadamente. Una membrana eritrocitaria normal, tanto en estructura como en función es esencial para la vida de la célula, permitir el paso de agua, pero también restringir el de ciertos solutos iónicos como sodio, potasio, y cloro principalmente. Las anormalidades hereditarias en la malla proteica esquelética de la membrana eritrocitaria pueden reducir su estabilidad y flexibilidad, favorecer la perdida de fragmentos y desviar a la célula de su forma discoide natural. El ROE mide la resistencia de los eritrocitos al hemólisis frente a condiciones de presión osmótica que dependen del volumen de la célula, el área de superficie y la función membranal. Las células normales empiezan a hemolizarse a concentraciones de NaCl de 0.5%. La hemólisis es completa más o menos a 0.3 % de NaCl. Debido a la proporción superficie/ volumen menor, los esferocitos no pueden expandirse tanto como el eritrocito discoide normal. Tienen mayor permeabilidad en su membrana, lo que contribuye con su fragilidad. Por lo tanto, la lisis empieza con concentraciones más altas de NaCl y es completa a 0.5 - 0,4 % de NaCl

3. MATERIALES Y EQUIPOS Biológico 03 Buches de pollo * 01 Huevo * 03 ml de sangre * Corte histológico de hígado Corte histológico bola de edema

Laboratorio Microscopio óptico Láminas y laminilla Embudo Vasos de precipitación Tubos de ensayo Gradilla Pipeta de 5 mL Con (*) material a traer por el estudiante el día del TP.

Reactivos y soluciones Agua destilada Fenolftaleína Almidón Solución salina (NaCl 1%) Solución salina (NaCl 0.6%) NaOH Lugol

4. PROCEDIMIENTO 2.1 TRASNSPORTE A TRAVES DE LA MEMBRANA A) DIFUSION 1. Preparar dos buches de pollo, tratando que uno de los extremos quede abierto. 2. Luego llenar un buche con 10 ml de agua destilada y agregar 3 a 5 gotas de fenolftaleína, amarrar la abertura libre con un hilo pabilo. Posteriormente, llenar un vaso de precipitación con agua de caño, aproximadamente 300 ml y agregar 10 ml de NaOH. Colocar en este vaso 2

Actividades de Práctica

P.C.

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR el buche que contiene fenolftaleína. (Según figura). 3. Al otro buche llenar con 10 ml de una suspensión de almidón, amarrar la abertura. 4. Llenar otro vaso de precipitación con aproximadamente 300 ml de agua de caño y agregar 10 gotas de lugol. (Según figura). 5. Observar el cambio de color del contenido de los buches y de las soluciones en las que fueron colocadas

B) DIALISIS 1. Dentro de un buche seco de ave, colocar 20 ml de solución de ovoalbúmina (5 ml de clara de huevo + 15 ml de agua destilada) y 5 ml de solución de NaCl concentrada. 2. Introducir el buche dentro de un vaso de precipitación con 300 ml de agua destilada (AD) (según figura). 3. Dejar el sistema en reposo por 20 minutos. 4. Cumplido el tiempo retirar el buche y descartarlo 5. Tomar del vaso de precipitación una muestra de 20 ml de agua y dividirlo en dos tubos de ensayo A y B. 6. Al tubo “A” con 10 ml provenientes de la muestra añadir 1ml de NaOH y 5 gotas de CuSO4 7. Al tubo “B” con 10 ml provenientes de la muestra añadir 5 gotas de AgNO3 8. Observar, esquematizar y fundamentar. * OPCIÓN 2: En un buche de pollo, colocar solución de albúmina disuelta en cloruro de sodio y sumergirlo en un vaso de precipitación con agua destilada y dejar reposar 20 minutos. Transcurrido este tiempo del vaso de precipitación colocar en dos tubos de ensayo 5 ml de la solución y comprobar que compuestos han difundido, efectuando las reacciones de identificación de cloruros y reacción de Biuret. 2.2 TRASNSPORTE VESICULAR D) ENDOCITOSIS: fagocitosis 1. Con la ayuda del tornillo macrométrico baje la platina, coloque el preparado fijado y enfoque el campo microscópico 2. Seguidamente con la ayuda del tornillo micrométrico, enfoque con nitidez la observación 3. Observe el tejido utilizando los lentes objetivos de menor aumentos, hasta localizar zonas donde se puedan identificar claramente a las células fagociticas (macrófagos). 4. Incremente el aumento del lente objetivo hasta 100x utilizando adecuadamente el aceite de inmersión. 5. Esquematice sus observaciones, indicando los datos de: (a) muestra (b) observación y (c) coloración. 3

Actividades de Práctica

P.C.

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

5. RESULTADOS

Observaciones en el microscopio Esquematice las células de las muestras observadas con los objetivos de 4X y 10X anotando el nombre de la observación; así como el aumento total empleado.

Observación: _______________________________ Muestra: ___________________________________ Coloración: _______________________________ Aumento total: _______ x _______ = _______ (Ocular)

4

Actividades de Práctica

(Objetivo)

P.C.

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

6. AUTOEVALUACIÓN 1. Identifique las partes señaladas con letras de la figura.

2.

3.

La dirección en la que las moléculas de agua se mueven por ósmosis en una célula, ocurre desde el lado que contiene una menor concentración de soluto al lado que contiene una concentración más alta. Estudie los diagramas de abajo. a. Identifique, si la solución en cada beaker es hipotónica, isotónica, o hipertónica en relación a la solución dentro de la bolsa de celulosa. b. Dibuje flechas que indiquen la dirección en la que las moléculas de agua se mueven en cada caso.

Prediga lo que sucedería a las moléculas I, G y S a través del tiempo en la investigación ilustrada en el diagrama. Señale donde se observa una prueba positiva al usar el indicador de almidón (lugol)

5

Actividades de Práctica

P.C.

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR 4. Se prepara un modelo de célula que se coloca dentro de un beaker como se muestra en la figura de abajo. Las letras A, B, and C representan diferentes sustancias al inicio del experimento. La tabla muestra el contenido y la apariencia del modelo celular en el beaker después de 30 minutos. Fuera del modelo celular Sustancias Agua, A y C Color Ambar Completa el cuadro Nombre de la sustancia C Dirección de movimiento de la sustancia C Razón de movimiento de la sustancia C

Dentro del modelo celular Agua, A,B y C Azul oscuro

5. El diagrama representa la distribución de las mismas moléculas dentro y fuera de la célula a diferentes tiempos. a. Explique porque procesos se mueven los solutos. b. Porqué algunas moléculas no se mueven?

Un estudiante cortó tres idénticos trozos de papa. El determinó la masa de cada trozo. Luego los colocó en beakers marcados y agregó diferentes soluciones a cada uno de ellos. Después de 30 minutos, retiró los trozos de papa de la solución, eliminó el exceso de líquido con un papel toalla y determinó la masa de cada trozo. Se realizó el cálculo de cambio en masa. Los resultados se muestran en la tabla.

6.

Beaker 1 2 3

a. b.

6

Solución Agua destilada Solución de sal 6% Solución de sal 16%

Cambio en masa Ganó 4.0 grs Perdió 4.0 grs Perdió 4.7 grs

Identifique el proceso que es responsable para el cambio en masa de cada uno de los tres trozos de papa en el experimento. Explique porque los trozos de papa en el experimento del beaker 1 aumentan en masa.

Actividades de Práctica

P.C.