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Transporte de sustancias a través de las membranas celulares

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Jezsus Ruiz

on 27 August 2013

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Transcript of Transporte de sustancias a través de las membranas celulares

Transporte de sustancias a través de las membranas celulares
Difusión frente a transporte activo
El transporte a través de la membrana se lleva acabo mediante 2 procesos básico:
Difusión a través de la membrana celular
La barrera lipídica y las proteínas de transporte de la membrana celular
La membrana celular esta formada por una bicapa lipídica, aunque también una gran cantidad de moléculas proteicas

La bicapa lipídica no es miscible con el liq. Intra y extracelular, por lo tanto funciona como una barrera y solo unas pocas sustancias pueden penetrarla y se difunden a través de la sustancia lipídica.

Las moléculas proteicas de la membrana tiene propiedades totalmente diferentes para transportar sustancias y actúan como proteínas transportadoras.


Espacio acuosos que permiten el movimiento libre de agua así como de iones y moléculas.
Proteínas de Canal
Se unen a las moléculas o iones que se van a transportar, y después de un cambio conformacional desplazan las sustancias hasta el otro lado de la membrana.

Proteínas Transportadoras
Difusión
Movimiento molecular a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora.
La energía que produce la difusión es la energía del movimiento cinético normal de la materia
Transporte activo
Movimiento de iones y otras sustancias a través de la membrana mediante una proteina transportadora, en contra de un gradiente de energia
Difusión a través de poros y canales proteicos: permeabilidad selectiva y activación de canales

Los poros están compuestos por proteínas de membrana celular integrales que muestran trayectos tubulares que se extienden desde el liquido extra-intracelular, que están siempre abiertos.
Permitiendo la difusión simple a lo largo de estos poros y canales de un lado a otro.
Por ejemplo, las acuaporinas, que tienen un poro estrecho que permite que las moléculas de agua se difundan a través de la membrana en una única fila y es demasiado pequeño para permitir el paso de iones hidratados

Características
Permeabilidad selectiva
Los canales proteicos se distinguen por dos características
importantes:

- PERMEABILIDAD SELECTIVA
- ACTIVACIÓN DE CANALES: POR VOLTAJE O POR LIGANDOS (compuertas)
Método de pinzamiento zonal de membrana para el registro del flujo de las corrientes iónicas a través de los canales aislados
1.- Micropipeta en la parte externa de la membrana.

2.-Aspiración en el interior de la pipeta.

3.-Se crea sello, los bordes de la pipeta con membrana.

4.-Parche de membrana, registra el flujo de la corriente eléctrica


Parches al tamaño de una proteína del canal aislada, en la membrana.

Mediante la modificación de la concentración de los diferente iones, así como del voltaje a través de la membrana, se puede determinar las características de transporte del canal aislado y sus propiedades de activación
difusión facilitada
*Requiere de una proteína transportadora.

*La velocidad de difusión se acerca a un máximo(Vmáx).

*la glucosa y aminoácidos, son sustancias importantes que atraviesan la membrana celular por difusión facilitada
Factores que influyen en la velocidad neta de difusión
La velocidad neta de difusión es proporcional a la diferencia de concentración a través de una membrana Difusión neta = C2- C1

La velocidad neta de difusión es proporcional
a la diferencia de concentración a través de una membrana
Difusión neta = C2- C1
Efecto del potencial eléctrico de membrana sobre la difusión de iones: potencial de nernst FEM(en milivoltios)=+- 61log(C1/C2

Movimiento cinético de las moléculas o los iones, que se produce a través de la abertura de la membrana sin interacción de las proteínas transportadoras.
La velocidad depende de la cantidad de sustancia y la velocidad del movimiento cinético,, el numero y el tamaño de las aberturas de la membrana
Difusión Simple
Interacción de una proteína transportadora.
Difusión facilitada
Difusión de sustancias liposolubles a través de la bicapa lipidica
Uno de los factores mas importantes que determina la rapidez con la que una sustancia difunde a través de la bicapa lipidica es la liposubilidad de las sustancia
s
Difusión de agua y de otras moléculas insolubles en lípidos a través de canales proteicos
El agua y otras moléculas insolubles en lípidos pueden atravesar los canales proteicos.
Los canales proteicos son muy selectivos para el transporte de uno o más iones o moléculas especificas, se debe a las características del propio canal:


Diámetro

Forma

Naturaleza de las cargas electricas

Enlaces quimicos que estan situados a lo largo de sus superficies internas.


Los canales de potasio permiten el paso de iones de potasio a través de la membrana celular 1.000 veces mayor que para el paso de iones de sodio

Los canales de potasio tienen una estructura tetramerica consistente en cuatro subunidades proteicas idénticas, cada una de ellas con enlaces transmembrana, que rodean a un poro central
En la parte superior del poro del canal se distribuyen bucles de poro que forman un estrecho filtro de selectividad y además existen oxígenos de carbonilo que revisten las paredes del filtro.
Cuando los iones de potasio hidratados entran en el filtro, interaccionan con los oxígenos de carbonilo y envuelven la mayoria de sus moléculas de agua ligadas, lo que permite que los iones de potasio deshidratados pasen a través del canal.

Los oxígenos de carbonilo están separados y no permiten su interacción estrecha con los iones de sodio, más pequeños, que de este modo son excluidos


El canal del sodio, mide 0,3 por 0,5 nm de diámetro, las superficies internas de este canal están revestidas con aminoácidos que tienen una carga intensamente negativa, están pueden arrastrar pequeños iones de sodio deshidratados hacia el interior de estos canales, separando los iones de sodio de las moléculas de agua, estando en el canal los iones se difunden en una u otra dirección según las leyes habituales de la difusión
La activación de los canales proteicos proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los canales

La apertura y el cierre de las compuertas están controlados de dos maneras principales:

1. Activación por voltaje. La conformación molecular de la compuerta o de sus enlaces químicos responde al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana
Celular.

2. Activacion quimica (por ligando). Las compuertas de algunos canales proteicos se abren por la union de una sustancia quimica (un ligando) a la proteina; esto produce un cambio conformacional o un cambio de los enlaces quimicos de la molecula de la proteina que abre o cierra la compuerta.
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