Transporte de membrana

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Transporte de membrana : el transporte de sustancias a través de la membrana celular dentro o fuera de la célula, que se lleva a cabo mediante varios mecanismos: difusión simple , difusión facilitada y transporte activo.

La propiedad más importante de una membrana biológica es su capacidad para pasar varias sustancias dentro y fuera de la célula. Esto es de gran importancia para la autorregulación y el mantenimiento de una composición constante de la célula. Esta función de la membrana celular se lleva a cabo debido a la permeabilidad selectiva , es decir, la capacidad de dejar pasar unas sustancias y otras no.

Transporte a través de la bicapa lipídica (difusión simple) y transporte con participación de proteínas de membrana

La forma más fácil de atravesar la bicapa lipídica son las moléculas no polares con un peso molecular pequeño (oxígeno, nitrógeno, benceno). Moléculas polares tan pequeñas como el dióxido de carbono, el óxido nítrico, el agua y la urea penetran rápidamente a través de la bicapa lipídica . El etanol y el glicerol, así como los esteroides y las hormonas tiroideas, atraviesan la bicapa lipídica con una velocidad notable. Para moléculas polares más grandes (glucosa, aminoácidos), así como para iones, la bicapa lipídica es prácticamente impermeable, ya que su parte interna es hidrófoba. Así, para el agua el coeficiente de permeabilidad (cm/s) es de aproximadamente 10 −2 , para el glicerol - 10 −5 , para la glucosa - 10 −7 y para los iones monovalentes - menos de 10 −10 .

La transferencia de grandes moléculas polares e iones ocurre debido a proteínas de canal o proteínas transportadoras [1] . Entonces, en las membranas celulares hay canales para los iones de sodio, potasio y cloro, en las membranas de muchas células hay canales de agua acuaporinas , así como proteínas transportadoras de glucosa, diferentes grupos de aminoácidos y muchos iones.

Transporte activo y pasivo

El transporte pasivo es el transporte de sustancias a lo largo de un gradiente de concentración que no requiere energía. Las sustancias hidrófobas se transportan pasivamente a través de la bicapa lipídica. Todos los canales de proteínas y algunos transportadores pasan sustancias pasivamente a través de ellos mismos. El transporte pasivo que involucra proteínas de membrana se denomina difusión facilitada.

Otras proteínas transportadoras (a veces denominadas proteínas de bombeo) transportan sustancias a través de la membrana a expensas de la energía, que suele suministrarse mediante hidrólisis de ATP. Este tipo de transporte se realiza en contra del gradiente de concentración de la sustancia transportada y se denomina transporte activo .

Symport, antiport y uniport

El transporte de sustancias por membrana también difiere en la dirección de su movimiento y la cantidad de sustancias transportadas por este transportador:

1) Uniport - transporte de una sustancia en una dirección dependiendo del gradiente
2) Symport : transporte de dos sustancias en una dirección a través de un transportador.
3) Antiporte : el movimiento de dos sustancias en diferentes direcciones a través de un transportador.

Uniport proporciona, por ejemplo, un canal de sodio dependiente del voltaje, a través del cual los iones de sodio se mueven hacia la célula durante la generación de un potencial de acción.

Symport se lleva a cabo por un transportador de glucosa ubicado en el lado externo (frente a la luz intestinal) de las células del epitelio intestinal. Esta proteína captura simultáneamente una molécula de glucosa y un ion de sodio y, cambiando su conformación, transfiere ambas sustancias al interior de la célula. En este caso, se utiliza la energía del gradiente electroquímico que, a su vez, se crea debido a la hidrólisis del ATP por la ATP-asa de sodio y potasio.

El antiport se lleva a cabo, por ejemplo, por ATPasa de sodio y potasio (o ATPasa dependiente de sodio). Transporta iones de potasio al interior de la célula. y los iones de sodio fuera de la célula.

El trabajo de la ATPasa sodio-potasio como ejemplo de transporte antipuerto y activo

Inicialmente, este transportador une tres iones al interior de la membrana . Estos iones cambian la conformación del sitio activo de la ATPasa. Después de dicha activación, la ATPasa puede hidrolizar una molécula de ATP y el ion fosfato se fija en la superficie del transportador desde el interior de la membrana. $Na ^ +$

La energía liberada se gasta en cambiar la conformación de la ATPasa, después de lo cual tres iones y un ión (fosfato) quedan en el lado externo de la membrana. Aquí, los iones se separan y se reemplazan por dos iones . Luego, la conformación del portador cambia a la original y los iones están en el interior de la membrana. Aquí, los iones se separan y el transportador vuelve a estar listo para trabajar. $Na ^ +$ $PO_{4}^{{3-}}$ $Na ^ +$ $PO_{4}^{{3-}}$ $K^{+}$ $K^{+}$ $K^{+}$

Más brevemente, las acciones de la ATPasa se pueden describir de la siguiente manera:

1) "Toma" tres iones del interior de la célula , luego divide la molécula de ATP y se une al fosfato $Na ^ +$
2) "Expulsa" iones al entorno externo y se adhiere a dos iones desde allí . $Na ^ +$ $K^{+}$
3) Desconecta el fosfato, arroja dos iones a la célula . $K^{+}$

Como resultado, se crea una alta concentración de iones en el entorno extracelular y una alta concentración dentro de la célula . Trabajo , - La ATPasa crea no solo una diferencia en las concentraciones, sino también una diferencia en las cargas (funciona como una bomba electrogénica). Se crea una carga positiva en el exterior de la membrana y una carga negativa en el interior. $Na ^ +$ $K^{+}$ $Na ^ +$ $K^{+}$

Véase también

Notas

↑ MEMBRANAS BIOLÓGICAS Archivado el 17 de marzo de 2009 en Wayback Machine - www.biochemistry.ru

Literatura

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Canales iónicos / Magazanik L. G. // Gran Enciclopedia Rusa : [en 35 volúmenes] / cap. edición Yu. S. Osipov . - M. : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
Transporte de sustancias // Gran enciclopedia rusa : [en 35 volúmenes] / cap. edición Yu. S. Osipov . - M. : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
Régimen hídrico de las plantas / Dmitrieva G. A. // Gran Enciclopedia Rusa : [en 35 volúmenes] / cap. edición Yu. S. Osipov . - M. : Gran Enciclopedia Rusa, 2004-2017.
Membranas biológicas / Ivanov I. I. // Gran Enciclopedia Médica : en 30 volúmenes / cap. edición B. V. Petrovski . - 3ra ed. - M .: Enciclopedia soviética , 1981. - T. 15: Melanoma - Mudrov. — 576 pág. : enfermo.
Permeabilidad / Antonov V. F., Alekseev O. V. // Gran Enciclopedia Médica : en 30 volúmenes / cap. edición B. V. Petrovski . - 3ra ed. - M .: Enciclopedia soviética , 1983. - T. 21: Prednisolona - Solubilidad. — 560 págs. : enfermo.
Alberts B. , Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson JD Molecular Biology of the Cell / 2.ª edición // Nueva York, Londres: Garland Publishing, Inc., 1989. ISBN 0- 8240- 3965-6 . (Biología molecular de la célula / Traducido al ruso, en 3 volúmenes, 2ª ed., revisada y complementada. Editado por G.P. Georgiev , Yu.S. Chentsov // M.: Mir . ISBN 5-03-001985-5 Volumen 1 : 1994. - 517 pp., il., ISBN 5-03-001985-5 Volumen 2: 1993. - 539 pp., il., ISBN 5-03-001987- 1. Volumen 3: 1994. - 504 p. ., il., ISBN 5-03-001985-5 ).
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A. O. Ruvinsky y otros Biología general. Libro de texto para los grados 10-11 con un estudio profundo de biología. M., Educación, 1993.

Enlaces

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Mecanismos para el transporte de sustancias químicas a través de la membrana celular

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