Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-150

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116 Capítulo 5 
átomos y las moléculas tienen energía cinética, o energía de movimiento, 
a temperaturas arriba del cero absoluto (0 K, −273°C, o −459.4°F). La 
materia puede existir como un sólido, un líquido o un gas, dependiendo 
de la libertad de movimiento de sus partículas constituyentes (átomos, 
iones o moléculas). Las partículas de un sólido están muy juntas, y las 
fuerzas de atracción entre ellas les permiten vibrar, pero no moverse. En 
un líquido las partículas están más separadas, las atracciones intermo-
leculares son más débiles, y las partículas se mueven con gran libertad. 
En un gas las partículas están tan separadas que las fuerzas intermo-
leculares son despreciables; el movimiento molecular está restringido 
solamente por las paredes del recipiente que encierra el gas. Los átomos 
y las moléculas en líquidos y gases se mueven en una especie de “camino 
aleatorio”, cambiando de dirección conforme chocan.
Aunque el movimiento de cada una de las partículas individuales no 
tiene dirección y es impredecible, no obstante se pueden hacer predic-
ciones acerca del comportamiento de grupos de partículas. Si las partícu-
las no están distribuidas uniformemente, entonces al menos existen dos 
regiones: una con una mayor concentración de partículas y el otro con 
una concentración más baja. Esta diferencia en la concentración de una 
sustancia de un lugar a otro establece un gradiente de concentración.
En difusión, el movimiento aleatorio de las partículas da como re-
sultado un movimiento neto “a favor” de su propio gradiente de con-
centración, desde la región de mayor concentración a una de menor 
concentración. Esto no signifi ca que las partículas individuales no po-
drán avanzar “en contra” del gradiente. Sin embargo, debido a que hay 
más partículas inicialmente en la región de alta concentración, se deduce 
lógicamente que más partículas se mueven de manera aleatoria a partir 
de ahí a la región de baja concentración que a la inversa (FIGURA 5-11).
Así, si una membrana es permeable a una sustancia, existe un movi-
miento neto desde el lado de la membrana donde está más concentrado 
al lado donde está menos concentrado. Este gradiente que atraviesa la 
membrana es una forma de energía almacenada. La energía almacenada 
es la energía potencial, que es la capacidad para realizar trabajo como re-
sultado de la posición o del estado. La energía almacenada del gradiente 
de concentración se libera cuando los iones o moléculas se mueven 
desde una región de alta concentración a una de baja concentración. Por 
esta razón, el movimiento por un gradiente de concentración es espon-
táneo. (Las formas de energía y los procesos espontáneos se analizan con 
más detalle en el capítulo 7).
La difusión se produce con rapidez en distancias muy cortas. La ve-
locidad de difusión está determinada por el movimiento de las partícu -
las, que a su vez está en función de su tamaño y forma, sus cargas eléc-
tricas, y la temperatura. Conforme 
se incrementa la temperatura, las 
partículas se mueven más rápido y 
aumenta la razón de difusión.
Las partículas de diferentes 
sustancias en una mezcla se difun-
den independientemente una de 
otra. La difusión mueve solutos 
hacia un estado de equilibrio. Si las 
partículas no se agregan o se elimi-
nan del sistema, se alcanza un es-
tado de equilibrio dinámico. En 
esta condición, las partículas están 
distribuidas uniformemente y no 
hay cambio neto en el sistema. Las 
partículas continúan moviéndose 
hacia atrás y hacia adelante a tra-
gadores Peter Agre, de la Escuela de Medicina Johns Hopkins en Balti-
more, Maryland, y Roderick MacKinnon, del Instituto Médico Howard 
Hughes de la Universidad de Rockefeller en Nueva York, compartieron 
el Premio Nobel 2003 de Química por su trabajo en las proteínas de 
transporte. Agre identifi có las proteínas transmembrana llamadas acua-
porinas, que funcionan como canales de agua con compuertas.
Las acuaporinas facilitan el traslado rápido de agua a través de la 
membrana plasmática. ¡Alrededor de mil millones de moléculas de agua 
por segundo pueden pasar a través de una acuaporina! Estos canales son 
muy selectivos y no permiten el paso de iones y otras moléculas peque-
ñas. En algunas células, como las que recubren los túbulos renales de 
los mamíferos, las acuaporinas responden a las señales específi cas de las 
hormonas. Así mismo, ayudan a prevenir la deshidratación regresando el 
agua de los túbulos renales a la sangre.
Repaso
 ■ ¿Qué tipos de moléculas pasan fácilmente a través de la membrana 
plasmática?
 ■ ¿Cuáles son los dos tipos principales de proteínas de transporte? 
¿Cuáles son sus funciones?
 ■ ¿Qué son las acuaporinas? ¿Cuál es su función?
5.4 TRANSPORTE PASIVO
■■ OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
7 Comparar la difusión simple con la difusión facilitada.
8 Defi nir ósmosis y resolver problemas sencillos relacionados con la ós-
mosis, por ejemplo, predecir si las células se hinchan o se encogen bajo 
diversas condiciones osmóticas.
El transporte pasivo no requiere que la célula gaste energía metabólica. 
Muchos iones y moléculas pequeñas se mueven a través de las mem-
branas por difusión. Hay dos tipos de difusión, la difusión simple y la 
difusión facilitada.
La difusión se produce por un gradiente de 
concentración
Algunas sustancias ingresan o salen de las células y se mueven dentro de 
ellas por difusión, un proceso físico de movimiento aleatorio. Todos los 
Cuando se deja caer un terrón 
de azúcar en el vaso de agua pura, 
las moléculas de azúcar empiezan 
a disolverse y se difunden a 
través del agua.
Las moléculas de azúcar 
continúan disolviéndose 
y se difunden en toda el agua.
Finalmente, las 
moléculas de azúcar 
quedan distribuidas 
aleatoriamente a lo 
largo de agua.
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FIGURA 5-11 Difusión
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	Parte 1 La organización de la vida
	5 Membranas biológicas
	5.3 Estructura y permeabilidad de la membrana celular
	Repaso
	5.4 Transporte pasivo
	La difusión se produce por un gradiente de concentración