Las proteínas de transporte son el nombre colectivo de un gran grupo de proteínas que llevan a cabo la función de transportar diversos ligandos tanto a través de la membrana celular o dentro de la célula (en organismos unicelulares), como entre diferentes células de un organismo multicelular. Las proteínas de transporte pueden ser proteínas tanto integradas en la membrana como solubles en agua secretadas por la célula, ubicadas en el espacio peri o citoplasmático, en el núcleo o en los orgánulos de los eucariotas.
Los principales grupos de proteínas de transporte:
La función de transporte de las proteínas es la participación de las proteínas en la transferencia de sustancias dentro y fuera de las células , en sus movimientos dentro de las células, así como en su transporte por la sangre y otros fluidos por todo el cuerpo.
Hay diferentes tipos de transporte que se llevan a cabo con la ayuda de proteínas.
Todas las células tienen una membrana compuesta por una doble capa de lípidos. Muchas sustancias necesarias para la vida ( azúcares , aminoácidos , iones de metales alcalinos) deben entrar en la célula , pero la bicapa lipídica es prácticamente impenetrable para ellos. Por tanto, la membrana incluye proteínas de transporte , que realizan la transferencia de compuestos polares o cargados. El transporte de estos compuestos al interior de la célula se divide en activo y pasivo. Transporte pasivo : el transporte de sustancias desde un área de alta concentración a un área de baja concentración sin costos de energía, es decir, difusión . Se divide en 2 opciones: simple y ligero.
La difusión facilitada implica proteínas transportadoras. Esta variante puede ir acompañada de cambios conformacionales en la proteína. Hay varias formas de transferir sustancias en este caso: cuando se trata de una proteína y cuando se trata de varias. Si una proteína (translocasa) está involucrada, se une a la sustancia, luego se acerca al otro lado de la membrana, libera la sustancia unida y vuelve a su estado original. Si intervienen varias proteínas, entonces una se une a una sustancia, luego la transfiere a otra, y así sucesivamente, hasta que la sustancia llega al lado opuesto de la membrana a lo largo de la cadena .
El transporte pasivo también lo proporcionan las proteínas del canal. Las proteínas formadoras de canales forman poros de agua en la membrana a través de los cuales (cuando están abiertos) pueden pasar sustancias. familias especiales de proteínas formadoras de canales ( conexinas y panexinas ) forman uniones comunicantes a través de las cuales se pueden transportar sustancias de bajo peso molecular de una célula a otra (a través de las panexinas y hacia las células desde el entorno externo).
El transporte activo ocurre contra un gradiente de concentración y procede con el gasto de energía. Las proteínas transportadoras están involucradas en el transporte activo. La energía necesaria para llevar a cabo el transporte activo suele obtenerse mediante proteínas de transporte a partir de la descomposición del ATP . Una de las proteínas de transporte activo más estudiadas es la Na + /K + -adenosina trifosfatasa . Para un ciclo completo de operación de esta bomba, 2 iones K + ingresan a la celda desde el ambiente externo y 3 iones Na + son expulsados .
Otra vía de entrada de sustancias a la célula es su absorción por endocitosis . Las proteínas de transporte especiales también pueden estar involucradas en este proceso. Por ejemplo, la gastromucoproteína ( factor intrínseco de Castle ), que se sintetiza en las células de la mucosa gástrica, asegura la absorción por endocitosis de la vitamina B12 por las células del íleon.
Esta transferencia se lleva a cabo entre el núcleo y otros orgánulos y el citoplasma de la célula. Por ejemplo, la transferencia de proteínas entre el núcleo y el citoplasma (transporte nuclear-citoplasmático) ocurre debido a los poros nucleares que penetran en la cubierta de dos capas del núcleo. Se componen de unas treinta proteínas - nucleoporinas. Las sustancias se transfieren desde el citoplasma al núcleo de la célula junto con las proteínas, las transportinas. Estas proteínas reconocen y se unen a sustancias destinadas al transporte al núcleo . Luego, este complejo de proteínas se ancla en las proteínas del poro nuclear y entra en su canal, y luego en el núcleo. Allí, se une a otra proteína y se descompone, y las transportinas se envían de regreso al citoplasma.
La transferencia de proteínas desde el citoplasma a otros orgánulos celulares se produce con la ayuda de proteínas transportadoras. Los chaperones también están involucrados en este proceso .
Además, los microtúbulos se utilizan para transportar sustancias dentro de las células , estructuras que consisten en proteínas de tubulina . Las mitocondrias y las vesículas de membrana con carga ( vesículas ) pueden moverse a lo largo de su superficie . Este transporte lo realizan proteínas motoras. Se dividen en dos tipos: dineínas citoplasmáticas y cinesinas. Estos dos grupos de proteínas difieren en qué extremo de los microtúbulos mueven la carga: dineínas del extremo + al extremo - y cinesinas en la dirección opuesta.
El transporte de sustancias por todo el organismo lo realiza principalmente la sangre . La sangre transporta hormonas , péptidos , iones de las glándulas endocrinas a otros órganos, transporta productos metabólicos finales a los órganos excretores, transporta nutrientes y enzimas , oxígeno y dióxido de carbono.
La proteína de transporte más conocida que transporta sustancias por todo el cuerpo es la hemoglobina . Transporta oxígeno y dióxido de carbono a través del sistema circulatorio desde los pulmones hasta los órganos y tejidos. En los humanos, alrededor del 15 % del dióxido de carbono se transporta a los pulmones con la ayuda de la hemoglobina. En el músculo esquelético y cardíaco, el transporte de oxígeno lo realiza una proteína llamada mioglobina .
En el plasma sanguíneo siempre hay proteínas de transporte: albúminas séricas . Los ácidos grasos , por ejemplo, son transportados por la albúmina sérica. Además, las proteínas del grupo de la albúmina, como la transtiretina, transportan hormonas tiroideas . Además, la función de transporte más importante de las albúminas es la transferencia de bilirrubina, ácidos biliares, hormonas esteroides, fármacos ( aspirina , penicilinas) e iones inorgánicos.
Otras proteínas de la sangre: las globulinas transportan diversas hormonas, lípidos y vitaminas . El transporte de iones de cobre en el organismo se realiza mediante globulina - ceruloplasmina , el transporte de iones de hierro - proteína transferrina , el transporte de vitamina B12 - transcobalamina .
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