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Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología MECANISMOS DE TRANSPORTE CELULAR EN LA MEMBRANA Zarith Larrota^1 , Jesica Martínez^2 , Luna Montoya^3 , Víctor Rubiano^4
1. RESUMEN: La membrana celular, o membrana plasmática, es una estructura semipermeable que rodea a todas las células, regulando el tránsito de sustancias y manteniendo la homeostasis al permitir la entrada de nutrientes y la salida de desechos, está compuesta por una bicapa lipídica que incluye proteínas integrales, periféricas, colesterol y carbohidratos, actúa como barrera frente a moléculas hidrosolubles (Megías et al., 2021). Las proteínas de membrana desempeñan funciones clave en el transporte, la señalización y la adhesión celular (Torres et al., 2004). Las observaciones realizadas con diferentes concentraciones de NaCl (5%, 0.9% y 0.4%) y agua destilada, mostraron cómo las condiciones osmóticas afectan el comportamiento de los glóbulos rojos y las células de cebolla, evidenciando procesos como la plasmólisis, citólisis y la turgencia, lo que subraya la importancia del equilibrio osmótico para la función celular. En el experimento realizado con las uvas pasas se pudo observar desde otro ángulo como las células vegetales absorben agua al estar en un medio hipotónico. Palabras clave: Hipotónica e hipertónica, isotónica, membrana plasmática, osmosis, proteínas. 2. INTRODUCCION La membrana celular, también conocida como membrana plasmática, es una estructura fundamental que rodea a todas las células, desempeñando un papel crucial en la regulación del intercambio de sustancias con su entorno. Su característica de ser semipermeable permite a la célula mantener un equilibrio interno, conocido como homeostasis, al controlar el flujo de iones y moléculas. La
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología composición de la membrana, que incluye una bicapa lipídica junto con diversas proteínas, colesterol y carbohidratos, no solo actúa como barrera, sino que también facilita el transporte de sustancias a través de mecanismos específicos (Torres et al., 2004). La membrana plasmática está constituida por un 50% de la masa total en forma de proteínas. Las principales proteínas presentes en la membrana plasmática son: Las proteínas periféricas y las integrales estas proteínas facilitan el paso de sustancias a través de la membrana mediante canales o transportadores. Su estructura incluye regiones hidrofóbicas que les permiten anclarse firmemente a la membrana, asegurando su funcionalidad en procesos celulares vitales (Arrazola.1994). Existen dos tipos principales de transporte a través de la membrana: el transporte pasivo, que no requiere energía y permite el movimiento de solutos según sus gradientes de concentración, y el transporte activo, que implica el uso de energía ATP para mover moléculas en contra de su gradiente. En este contexto, la osmosis (el movimiento del agua a través de la membrana) juega un papel vital. Dependiendo de las condiciones del medio, la célula puede encontrarse en un entorno isotónico, hipertónico o hipotónico, lo que afecta su volumen y funcionalidad. Comprender estos procesos es esencial para apreciar cómo las células se adaptan y responden a los cambios en su ambiente, asegurando su supervivencia y eficiencia, estos mecanismos son esenciales para mantener la homeostasis celular (Milde, Vedoya et al., 2009)
3. METODOLOGIA Tabla 1: Equipos y materiales usados en la práctica.
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología diferentes concentraciones de NaCl (0.4%, 0.9%, 5%). Este reactivo se aplicaba solamente una gota, que se diluía con la sangre y se finalizaba con un cubreobjetos. También se realizó un montaje de sangre y agua destilada. El catafilo de cebolla se utilizó para dos montajes con NaCl (0.9%, 5%) y uno con agua destilada; igualmente, solo se le agregaba una gota del reactivo a la muestra. Por último, se tomó el volumen inicial de las uvas pasas al agregarlas a una probeta con un volumen específico de agua (se registró el volumen inicial V1 y el secundario V2) y luego se pasaron a un beaker con agua destilada, donde se dejaron durante hora y media (volumen final V3), volumen V4=V3-V2 y volumen unitario de cada uva pasa V = V4/
4. RESULTADOS Tabla 2: Resultados obtenidos en la observación de la sangre con diferentes reactivos. MUESTRA OBSERVACIONES Muestra de sangre con una gota de solución de NaCl al 5% Por medio de esta muestra se logra identificar como los glóbulos rojos se deshidratan y adoptan una forma irregular ya que se encuentran en un medio hipertónico. Muestra de sangre con una gota de solución de NaCl al 0,9%
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología Por medio de esta muestra se logra identificar como los glóbulos rojos mantienen su forma y tamaño, lo cual se debe a que se encuentra en un medio isotónico, permitiéndole tener un equilibrio de solutos con su entorno. Muestra de sangre con una gota de solución de NaCl al 0,4% Por medio de esta muestra se logra identificar a las células sanguíneas hinchadas y deformadas, esto debido a la absorción excesiva de agua ya que se encuentra en un medio hipotónico. Muestra de sangre con una gota de agua destilada Por medio de esta muestra se logra identificar que las células han perdido su morfología, ya que las células se hinchan por absorción de agua y causan Lisis celular. Los resultados obtenidos en las observaciones realizadas con diferentes reactivos en muestras de sangre muestran como las soluciones osmóticas afectan a los glóbulos rojos. Como se muestra en la tabla 2, En una solución de NaCl al 5%, los glóbulos rojos al estar en un medio hipertónico, perderán agua por ósmosis, esto ocurre porque
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología En el resultado de la muestra se logra identificar como las células presentan flacidez, aunque se encuentran en un medio isotónico, permitiéndole a las células mantener un equilibrio de solutos con su entorno. Muestra de catafilo de cebolla con una gota de agua destilada. En el resultado de la muestra se logra identificar una alteración de la célula comparada con la muestra en medio hipotónico debido a la cantidad excesiva de agua que entra en la célula, dando lugar a la turgencia, ya que se encuentra en un medio hipotónico. La observación del catafilo de cebolla con diferentes reactivos muestra como las condiciones osmóticas afectan las células. En una solución de NaCl al 5% se observa plasmólisis en las células, la pared celular rígida no se ve afectada, pero la membrana interna de la célula se retrae debido a la pérdida de agua, creando un espacio entre la pared celular y la membrana plasmática. En una solución de NaCl al 0,9% las células presentan flacidez su forma cambia ligeramente y en agua destilada las células presentan turgencia. Uvas en Medio Hipotónico:
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología Figura 2: determinación del volumen de agua destilada inicial (V1) / cinco uvas en agua destilada (V2) / determinación de agua destilada con uvas (V3) / uvas después de estar en un medio hipotónico (agua destilada). Tabla 4: diferentes volúmenes registrados. V1 V2 V3 V4 V 30 ml 32 ml 34 ml 2 ml 0,4 ml V1: volumen inicial / V2: volumen de agua con uvas / V3: volumen de agua con uvas después de haber estado sumergidas en un medio hipotónico durante 90 minutos / V4: diferencia entre el V3 y el V2 / V5: promedio de absorción de agua por uva. Como se puede observar en la tabla 4 donde se especifica cada uno de los volúmenes registrados las uvas pasas al estar durante 90 minutos sumergidas en un medio hipotónico absorbieron en total 2 ml de agua.
5. DISCUSION
Programa de Ingeniería Agroindustrial Biología Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas de la historia vegetal y animal: la célula, membrana celular, 2021; 1,14-15. Torres CA, González AM, Fernández C. Mecanismos de transporte a través de la membrana explicados por medio de animaciones, 2004; 2-3. Arrazola (1994). Biología de la membrana celular. Nefrología, 14(4), 418-426. Milde LB, Vedoya MC, Medina GE, Acuña MC. Cuaderno teórico de química biológica II: transporte de la membrana plasmática. Editorial Universitaria de Misiones, 2009; 7- 18 Azcón J, Talón BM. 2008. Fundamentos de la fisiología vegetal. 2da ed. McGraw-Hill, España p. Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas de histología vegetal y animal. (03-11- 2024).URL: http://mmegias.webs.uvigo.es/inicio.html.
