Transporte pasivo : la transferencia de sustancias desde un área de alta concentración a un área de baja energía sin consumir energía (por ejemplo, difusión , ósmosis ). La difusión es el movimiento pasivo de una sustancia desde un área de mayor concentración a un área de menor concentración. La ósmosis es el movimiento pasivo de ciertas sustancias a través de una membrana semipermeable (por lo general, las moléculas pequeñas pasan, las grandes no).
Hay tres tipos de penetración de sustancias en la célula a través de las membranas: difusión simple, difusión facilitada, transporte activo .
Por el camino de la difusión simple, las partículas de una sustancia se mueven a través de la bicapa lipídica. La dirección de la difusión simple está determinada únicamente por la diferencia en las concentraciones de la sustancia a ambos lados de la membrana. Por difusión simple, sustancias hidrofóbicas (O 2 , N 2 , benceno) y pequeñas moléculas polares (CO 2 , H 2 O, urea ) penetran en la célula . Las moléculas polares relativamente grandes (aminoácidos, monosacáridos), las partículas cargadas (iones) y las macromoléculas (ADN, proteínas) no penetran.
La difusión simple es un proceso en el que el gas o los solutos se esparcen y llenan todo el volumen de la sustancia. Las moléculas o iones disueltos en un líquido, estando en un estado caótico, chocan con las paredes de la membrana celular, lo que puede causar un doble resultado: la molécula rebota o atraviesa la membrana. Si la probabilidad de esto último es alta, se dice que la membrana es permeable a la sustancia dada.
Si la concentración de una sustancia dada en ambos lados de la membrana es diferente, ocurre un proceso que ayuda a igualar la concentración. Tanto las sustancias altamente solubles (hidrofílicas) como las insolubles (hidrofóbicas) atraviesan la membrana celular.
En el caso de que la membrana sea poco permeable o impermeable a una sustancia determinada, se somete a la acción de fuerzas osmóticas. A una concentración más baja de una sustancia en una célula, se contrae, a una concentración más alta, deja entrar agua.
La mayoría de las sustancias se transportan a través de la membrana con la ayuda de proteínas de transporte (proteínas transportadoras) inmersas en ella. Todas las proteínas de transporte forman un pasaje continuo de proteínas a través de la membrana. Con la ayuda de proteínas transportadoras, se lleva a cabo el transporte pasivo y activo de sustancias. Las sustancias polares (aminoácidos, monosacáridos), partículas cargadas (iones) pasan a través de las membranas con la ayuda de la difusión facilitada con la participación de proteínas de canal o proteínas transportadoras. La participación de proteínas transportadoras proporciona una mayor tasa de difusión facilitada en comparación con la difusión pasiva simple. La velocidad de difusión facilitada depende de varias razones: del gradiente de concentración transmembrana de la sustancia transportada, de la cantidad de transportador que se une a la sustancia transportada, de la velocidad de unión de la sustancia por el transportador en una superficie del membrana (por ejemplo, en el exterior), en la tasa de cambios conformacionales en la molécula transportadora, como resultado de lo cual la sustancia es transportada a través de la membrana y liberada en el otro lado de la membrana. La difusión facilitada no requiere costos energéticos especiales debido a la hidrólisis de ATP. Esta característica distingue la difusión facilitada del transporte transmembrana activo.
Muchas sustancias penetran las membranas biológicas por simple difusión. Sin embargo, las sustancias que tienen una alta polaridad y naturaleza orgánica no pueden penetrar la membrana por difusión simple, estas sustancias ingresan a la célula por difusión facilitada. La difusión facilitada es la difusión de una sustancia a lo largo de su gradiente de concentración [1] , que se lleva a cabo con la ayuda de proteínas transportadoras especiales.
Los rasgos característicos de este tipo de transporte son:
Todas las características enumeradas anteriormente son el resultado de la acción de proteínas transportadoras especiales, así como de su bajo contenido en la célula. Cuando se alcanza el número máximo de sustancias transferidas, cuando todos los portadores están ocupados, un aumento adicional no conducirá a un aumento en la cantidad de sustancias transferidas: el fenómeno de saturación. Las sustancias que son transportadas constantemente por el mismo transportista competirán por él: el fenómeno de la competencia.
Hay varios tipos de transporte. Unitransporte: cuando las moléculas o los iones se transportan a través de una membrana a pesar de otras sustancias. Symport: la transferencia de sustancias se dirige con otros compuestos. Antiporte: el transporte de una sustancia se dirige en sentido opuesto a otra sustancia o ion (bomba de sodio-potasio).
Las proteínas transportadoras son proteínas transmembrana que se unen específicamente a la molécula de la sustancia transportada y, cambiando la conformación, llevan a cabo la transferencia de la molécula a través de la capa lipídica de la membrana. Las proteínas transportadoras de todos los tipos tienen sitios de unión específicos para la molécula transportada. Pueden proporcionar transporte de membrana tanto pasivo como activo.