Osmosis y estructura celular

Osmosis y estructura celular

"ósmosis" es uno de los muchos términos científicos que se han filtrado en el lenguaje cotidiano de una manera que no conserva el significado original. por ejemplo, si tienes un compañero de cuarto que se destaca en un juego en particular al que no juegas tú mismo, pero descubres que tienes un don para el juego en tu primer intento, podrías bromear con que aprendiste algunas habilidades "por ósmosis" - es decir, viendo jugar a su compañero de habitación o simplemente estando cerca de él.

La ósmosis en biología tiene una definición más formal y limitada. no significa exactamente lo que implica su uso coloquial en el ejemplo anterior, que sería un flujo de algo (habilidades e información) hacia alguna otra región (su cerebro) como resultado de la mera proximidad física a la fuente. en cambio, se deben cumplir ciertos criterios físicos. ¡Bienvenido al mundo del agua y el transporte de solutos en celdas!

definición de ósmosis

La ósmosis es el movimiento neto de agua (h 2 o) desde un área de alta concentración de h 2 o a una región de baja concentración de h 2 o a través de una membrana selectivamente permeable. aquí no hay palabras desperdiciadas, por lo que se requiere una exploración más profunda de esta definición para explicar completamente la ósmosis y en qué se diferencia de otras formas de transporte de membrana.

Primero, fije en su mente la idea de una membrana semipermeable o permeable selectivamente. es una barrera, pero una que permite que algunas sustancias pasen mientras se impide el paso de otras. en algunos casos, el agua puede fluir libremente hacia adelante y hacia atrás a través de dicha membrana, mientras que se excluyen las partículas sólidas de cierto tamaño. Este es precisamente el principio de un colador o colador de tamiz de cocina común.

Imagine un acuario doméstico dividido en dos mitades iguales por una membrana impermeable (básicamente, una pared). Cada mitad está llena de agua pura que no contiene otros ingredientes o solutos . ahora imagine verter x partículas de alimento para peces en una mitad del tanque y 2x partículas del mismo producto en la otra. Unos minutos después, presiona un interruptor y la membrana se vuelve permeable al agua, pero no a las partículas de alimento de los peces . que pasa despues

Solutos y soluciones: terminología básica.

La concentración, en el contexto de los sistemas biológicos, a menudo se llama tonicidad. esto se refiere a la relación entre la cantidad de algo que se disuelve en agua (el soluto) y la cantidad de agua libre, es decir, solo agua. cuanto más alta es la tonicidad, más "fuerte" y más concentrada es, porque una cantidad mayor de lo que sea que esté "contaminando" el agua está presente. por lo tanto, el agua de mar, que contiene una gran cantidad de sal, tiene una tonicidad mucho más alta que el agua del grifo, que contiene solo trazas de sal.

El soluto más el agua en la que se disuelve juntos forman una solución . A menudo es útil en biología querer comparar la tonicidad de diferentes soluciones, en parte para determinar la dirección de la influencia osmótica, si la hay. La terminología empleada en estas comparaciones es la siguiente:

  • Isotónica:  las soluciones comparadas tienen una concentración igual de solutos.
  • Hipertónica:  la solución con mayor concentración de solutos que la otra.
  • Hipotónico:  la solución con menor concentración de solutos que la otra.

La célula: un contenedor biológico.

en el contexto actual, su interés en la ósmosis radica en cómo esto ocurre dentro y entre las células , y por lo tanto dentro de los organismos vivos. las células a menudo se describen como "los componentes básicos de la vida" y, de hecho, son las "cosas" más pequeñas y distintas que poseen todas las propiedades de la vida en su conjunto. Pero, ¿qué son exactamente las células?

como mínimo, una célula tiene cuatro elementos: una membrana plasmática (membrana celular) que encierra la célula; material genético (es decir, hereditario) en forma de ácido desoxirribonucleico o ADN; citoplasma, que constituye la mayoría gelatinosa del interior de la célula; y ribosomas, que fabrican proteínas.

Las células más simples pertenecen a organismos procarióticos , como las bacterias; Generalmente, la célula procariota es el organismo procariótico entero. En contraste, las células eucariotas , que se encuentran en los eucariotas, como los hongos, las plantas y usted, tienen una serie de inclusiones especializadas llamadas orgánulos. También tienen su ADN encerrado en un núcleo.

la membrana celular

La membrana celular, también llamada membrana plasmática, es funcionalmente una membrana semipermeable, que permite el paso de ciertas moléculas ("solutos") pero no todas. No todos ellos pasan por el mismo mecanismo, como verás. Una descripción tal vez más adecuada de la membrana celular es "selectivamente permeable".

La membrana celular consta de dos capas de moléculas de fosfolípidos . Los extremos de la cola de estas moléculas, los lípidos, se apuntan entre sí para formar el interior de la membrana; Las cabezas de fosfato de los fosfolípidos, por otra parte, miran hacia el exterior de la célula por un lado y el citoplasma por el otro.

De manera importante, otras estructuras dentro de la célula eucariota también tienen bicapa de fosfolípidos, es decir, plasma doble, membranas. Estos incluyen las mitocondrias, los cloroplastos que se encuentran en las plantas y el núcleo.

tipos de movimiento a través de las membranas

La ósmosis ya se ha mencionado y se trata de nuevo lo suficientemente pronto. otra forma en que las cosas pueden moverse a través de una membrana, siempre que la membrana sea al menos semipermeable, es mediante una difusión simple . en este caso, las moléculas y el agua pueden pasar libremente a través de la membrana. las moléculas de soluto tenderán a moverse desde áreas de mayor concentración a áreas de menor concentración, a lo que se llama su gradiente de difusión.

en la difusión facilitada , se requiere una "lanzadera" de proteínas para mover las moléculas de soluto a través de la membrana, debido a características tales como las diferentes propiedades electrostáticas del soluto y la membrana biológica. en el transporte activo, una proteína transmembrana incorporada en la bicapa de fosfolípidos utiliza energía para mover la molécula a través de la membrana celular.

ejemplo de osmosis

Se puede proporcionar un ejemplo detallado de ósmosis con los términos para las soluciones de diferentes tonicidades que se han ofrecido.

suponga que tiene una solución de 1 litro de agua que contiene 10 gramos de azúcar disuelta y una segunda solución de 1 litro que contiene 20 gramos de azúcar disuelta. si están separados por una membrana a través de la cual solo el agua puede pasar, ¿en qué dirección se moverá el agua?

En este caso, la solución de 20 g es hipertónica a la solución de 10 g, por lo que el agua tenderá a fluir a través de la membrana hacia la solución de 20 g. el agua se acumulará en este lado de la membrana hasta que la concentración de azúcar en los dos compartimentos sea equilibrada.

osmosis en las células

El proceso de la ósmosis funciona para mantener las células en el cuerpo y las estructuras unidas a la membrana dentro de ellas, sanas y operativas. esto requiere mantener la tonicidad del interior de las células en un rango relativamente estrecho.

Varios experimentos con glóbulos rojos han demostrado esto muy bien. El interior de estas células es isotónico al fluido sanguíneo, por lo que mantienen una forma constante en estas condiciones. pero si los glóbulos rojos se colocan en agua corriente, se revientan, porque el agua se precipita hacia la célula hacia el interior extremadamente hipertónico.

Si los glóbulos rojos se colocan en lugar de agua extremadamente salada, ¿qué supones que sucede? Si adivinaste que el agua sale de las celdas esta vez, tienes razón. el resultado es que las células colapsan hacia adentro y se vuelven "puntiagudas" en apariencia.



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