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3.¿ por qué las Bacterias odian los Imanes?
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Las bacterias son organismos unicelulares rodeados de membranas fosfolipide. El propósito de
la membrana es doble.
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Primero, contiene los órganos de una célula y otra maquinaria celular
(proteinas) que son necesarias para la sobrevivencia.
Segundo, logra mantener una separación entre las soluciones salinas
intracelulares y extracelulares en que el celular existe.
Este esquema sencillo ilustra el maquillaje de estas soluciones salinas
Nótese que la concentración de iones de potasio (K-) es mas alta dentro de la célula que fuera
de ella, y que lo opuesto es cierto para los iones de Sodio (Na+) y de Cloruro (Cl-).
Esta separación de iones a través de la pared celular de las bacterias es esencial, y se logra
mantener por la membrana fosfolipide impermeable.
Si todas las cargas (positivos (+) y negativas (-)) dentro y fuera de la célula fueran sumadas
(separadamente), hallaria que hay una carga negativa neta en la superficies intracelular de la
membrana. En otras palabras, el interior de la célula es más negativo que el exterior de la
misma.
Canales de Iones y la regulación del PH Celular
Como se dijo antes, los diferentes canales de proteínas transportan diferentes iones a través
de membranas biológicas. Uno de tales iones es el protón o el átomo de hidrógeno cargado
positivamente (H+). El flujo de protones a través de los canales de iones en las membranas
celulares de la bacteria es usado para controlar el PH de la solución intracelular.
La regulación del PH celular es crucial para lasobrevivencia de las células biológicas.
Inability to control pH kills
Esto es cierto porque si el PH está muy alto o muy bajo, la integridad estructural de la proteína
intracelular queda comprometida. Este, a su vez, hace que la proteína se torne incapaz de
ejecutar sus labores normales, muchas de las cuales involucran reacciones celulares
catalizadoras que son necesarias para mantener la célula viva.
El PH de cualquier solución (incluyendo las biológicas) está directamente relacionado a la
concentración de protones o átomos de hidrógeno cargado positivamente en la solución.
La línea final es que, la célula que es incapaz de controlar su PH, es una célula muerta.
Concentration of Protons affects pH of solution
Mientras más alta sea la concentración de (H+), más bajo será el PH y viceversa. Un PH de 7
es neutral, y la mayoría de las células no pueden tolerar el tener un PH intracelular que esté
muy alejado de este valor.Por consiguiente, las bacterias ( y otros organismos) han
desarrollado formas de controlar su PH. Este ocurre en una de dos formas.
Buffer molecule function
Primeramente, hay moléculas intracelulares llamadas ‘amortiguadoras’, que unen a los
protones si acaso su concentración se torna muy alta y liberan protones si su concentración se
torna muy baja. Las moléculas ‘topes’ están bien afinadas, pero sin embargo, son fácilmente
saturadas.
Cuando esto sucede (cuando la concentración de protones se torna muy alta) pueden
simplamente ser transferidas a través de la membrana celular por via de los canales de iones.
El efecto de los imanes en el comportamiento de los canales de Iones.
Como se discutió anteriormente, la dirección del flujo de iones a través de los canales de
proteínas está afectada por el potencial eléctrico o químico que existe a través de la membrana
celular. Si las bacterias, por ejemplo, se colocan en un ambiente donde exista un gran campo
eléctrico, su potencial eléctrico a través de su membrana celular será afectada.
La presencia de un fuerte campo magnético es un buen ejemplo de tal ambiente. Las regiones
polarizadas de un imán grande crearán un gran potencial eléctrico en el ambiente de las
bacterias. Este potencial sobrepasará cualquier potencial existente en estas muy pequeñas
células y, ya no tendrán control sobre el movimiento de iones a través de sus membranas.
La separación de cargas a través de la membrana crea dos fuerzas de empuje separadas
de los iones.
Primeramente, el interior de la célula está cargada mas negativamente que el exterior, hay una
fuerza eléctrica de empuje. En este caso, si la membrana fuese 'agujereada', los iones
positivamente cargados (cationes, serían atraidos al interior de la célula y los iones cargados
negativamente (aniones) serían repelidos desde el interior de la célula.
Segundo, la separación de cargas crea una fuerza de empuje química. En este caso, los iones
querrán fluir a través del agujero' por su pendiente de concentración. Por ejemplo, tanto los
iones de sodio y cloruro fluirían desde afuera ( donde están altamente concentrados) al interior
de la célula (donde su concentración es menor). Le opuesto es cierto para los iones de potasio,
los cuales están más concentrados fuera de la célula
Por supuesto, el movimiento de los iones a través de las membranas bacterianas no ocurre por
via de boqutes, más bien ocurre son la ayuda de proteínas que están incrustadas en la
membrana celular. Estas proteínas extienden la membrana entera y por consiguiente enfrentan
la solución extracelular en un lado de la célula y la solución intracelular en el otro.
Las proteínas existen en conformaciones, tanto 'cerradas' como 'abiertas' y el momento de los
iones entre estos estados es regulado por la célula bacteriana. Al estar 'cerradas', no se
permite el paso de iones a través de la membrana. Cuando la proteína está 'abierta', forma un
pequenño hoyo cilíndrico en la membrana a través del cual los iones pueden pasar.
Sobre Canales Proteínas
Usualamente, los cationes y aniones fluyen a través de diferente canales proteínicos. Además
algunas proteínas son capaces de seleccionar entre diferentes iones una carga en particular.
Por ejemplo, algunos anales permiten que los iones de sodio, pero no los de potasio, pasen a
través de sus poros.
El esquema ilustra el flujo de iones a traves de canales proteínicos.
El flujo de iones a través de las membranas celulares está unido a muchos procesos celulares
importantes.
Como las células bacterianas se tornan muy enfermas
Las células bacterianas se tornan muy enfermas cuando pierden su habilidad de regular su
corriente iónica a través de canales proteínicos. Uno de los escenarios más mortales es
cuando el flujo de protones es perturbado. En este caso, la destrucción de la pendiente
electroquímica se iguala a la destrucción de la habilidad de expelerlos del interior de la célula.
Cuando la concentración de iones se eleva, entonces la celula no puede liberar los iones al
medio ambiente y el PH baja a un nivel que no es tolerable.
La muerte sobreviene..
- Monya Singler Phillips, PH.D