Transporte Activo Celular

El transporte activo es un mecanismo celular mediante el cual algunas moléculas atraviesan la membrana celular contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración. Este proceso requiere un gasto de energía. Ejemplos comunes son el transporte de glucosa, la bomba de sodio-potasio y la bomba de calcio.

El transporte activo se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (gradiente químico) o un gradiente eléctrico de presión (gradiente electroquímico). Implica el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a uno muy concentrado.

Tipos de Transporte Activo

• Uniportadores: Proteínas que transportan una molécula en un solo sentido a través de la membrana.
• Antiportadores: Proteínas que transportan una sustancia en un sentido mientras que simultáneamente transportan otra en sentido opuesto.
• Simportadores: Proteínas que transportan una sustancia junto con otra, frecuentemente un protón (H+).

Mecanismos de Transporte Activo

Transporte Activo Primario: Bomba de Sodio y Potasio

La bomba de sodio-potasio se encuentra en todas las células del organismo. En cada ciclo, consume una molécula de ATP y transporta dos iones de potasio hacia el interior de la célula, mientras bombea tres iones de sodio hacia el exterior (exoplasma). Este proceso es crucial porque tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas.

Transporte Activo Secundario o Cotransporte

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana celular, como los aminoácidos y la glucosa. La energía requerida para este transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular.

Diferencias entre Transporte Pasivo y Activo

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son biomoléculas portadoras de la información genética. Son polímeros lineales compuestos por monómeros llamados nucleótidos. Constituyen el material genético de los organismos y son esenciales para el almacenamiento y la expresión de la información genética. Existen dos tipos principales: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Ambos se encuentran en todas las células, tanto procariotas como eucariotas.

Localización del ADN y ARN

• ADN: En células eucariotas, se localiza en los cromosomas del núcleo, mitocondrias y cloroplastos. En células procariotas, se encuentra en su único cromosoma y, de forma extracromosómica, como plásmidos.
• ARN: En células eucariotas, se encuentra en el núcleo, citoplasma, matriz mitocondrial y estroma de cloroplastos. En células procariotas, se ubica en el citosol.

Composición de los Ácidos Nucleicos

La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido, una molécula orgánica compuesta por tres componentes:

1. Base nitrogenada: Puede ser una purina (Adenina o Guanina) o una pirimidina (Citosina, Timina o Uracilo).
2. Pentosa: Un azúcar de cinco carbonos, que puede ser ribosa (en el ARN) o desoxirribosa (en el ADN).
3. Grupo fosfato: Otorga las cargas negativas a los ácidos nucleicos y les confiere sus características ácidas.

Diferencias entre ADN y ARN

• Pentosa: Desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN.
• Bases nitrogenadas: Adenina, guanina, citosina y timina en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.
• Estructura: El ADN es de doble cadena en eucariotas, mientras que el ARN es monocatenario (aunque puede adoptar formas plegadas como el ARNt y el ARNr, o extendidas como el ARNm).
• Masa molecular: Generalmente, la del ADN es mayor que la del ARN.

Composición Química y Estructura de los Ácidos Nucleicos (Detalle)

Los ácidos nucleicos se forman por la polimerización de nucleótidos. Un nucleótido se compone de un grupo fosfato unido al carbono 5′ de una pentosa, la cual, a su vez, tiene una base nitrogenada unida al carbono 1′. Las bases nitrogenadas son moléculas cíclicas que contienen nitrógeno además de carbono. Pueden ser:

• Bases púricas: Derivadas de la purina, formadas por dos anillos (Adenina (A) y Guanina (G)).
• Bases pirimidínicas: Derivadas de la pirimidina, formadas por un solo anillo (Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U)).

Nucleósidos y Nucleótidos

Los nucleótidos son los monómeros de los ácidos nucleicos (ADN y ARN). Forman cadenas lineales de miles o millones de nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por:

• Una pentosa (ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN).
• Una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina o uracilo).
• Uno o varios grupos fosfato.

La unión de la pentosa y la base nitrogenada se denomina nucleósido. Un nucleótido con un grupo fosfato unido al carbono 5′ de la pentosa se llama nucleótido-monofosfato (ej. AMP). Si tiene dos grupos fosfato, es un nucleótido-difosfato (ej. ADP), y si tiene tres, es un nucleótido-trifosfato (ej. ATP). El fosfato sirve de enlace entre nucleótidos, uniéndose al carbono 3′ del siguiente nucleótido.

Funciones de los Ácidos Nucleicos

Las principales funciones son:

• Duplicación del ADN.
• Expresión del mensaje genético:
  • Transcripción del ADN para formar ARNm y otros tipos de ARN.
  • Traducción del mensaje contenido en el ARNm a proteínas en los ribosomas.

Preguntas y Respuestas sobre la figura (no incluida, se asume una figura de ADN):

a) ¿Qué representa la figura?

La figura representa la estructura de una molécula de ADN.

b) Señala un nucleótido y nombra sus componentes.

(Respuesta basada en una descripción general, ya que no se proporciona la figura) Un nucleótido está compuesto por una pentosa (desoxirribosa en el ADN), una base nitrogenada (que puede ser adenina, guanina, citosina o timina) y un grupo fosfato.

c) ¿Qué cantidad de nucleótidos se observan en el esquema?

(Respuesta basada en una descripción general) Si la figura mostrara una sección de ADN de doble cadena, el número de nucleótidos dependería de la longitud de la sección mostrada. Por ejemplo, si se muestran 6 pares de bases, habría 12 nucleótidos.

d) Mencione funciones de esta molécula

El ADN almacena la información genética y la transmite a través de la replicación. También dirige la síntesis de proteínas a través de la transcripción (formación de ARN) y la traducción (síntesis de proteínas a partir del ARNm).