Transporte de sustancias a través de la membrana

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Transporte de sustancias a través de la membrana

Transporte activo secundario: acoplamiento del transporte activo con los gradientes iónicos existentes

Canales de Kv eucariotas contienen 6 hélices que se agrupan en 2 dominios

Dominio sensor del voltaje: Consiste en hélices S1-S4 que detectan el voltaje a través de la membrana plasmática

Dominio poro: Tiene la misma arquitectura básica que la del canal bacteriano, y contiene un filtro de selectividad que permite el paso selectivo de iones K. Las hélices M1 y M2 y el segmento p del canal KcsA con homólogos de las hélices S5 y S6 y del segmento p del canal eucariótico activado por voltaje.

Canales con compuerta

Canales de compuerta mecánica: Cuyo estado conformacional depende de las fuerzas mecánicas que se aplican a la membrana.

Canales activados por ligando: Cuyo estado conformacional depende del enlace de una molécula especifica (el ligando). Algunos canales activados por ligandos se abren después de la unión de una molécula a la superficie externa del canal; otros se abren después de la unión de un ligando a la superficie interna del canal.

Canales activados por voltaje: Cuyo estado conformacional depende de la diferencia en la carga iónica en ambos lados de la membrana.

Conductancia

El movimiento rápido de estos iones a través de la membrana comprenden la formación y propagación de un impulso nervioso, secreción de sustancias en el espacio extracelular, contracción muscular, etc.

La bicapa lipídica que constituye le núcleo de las membranas biológicas es altamente impermeable a las sustancias cargadas incluido los iones pequeños como Na, K, Ca2, Cl

Difusión de iones a través de membranas

Isotonicos

En un medio hipertónico, la recuperación ocurre cuando las células obtienen iones del medio. Una vez que la concentración interna de soluto es igual a la concentración externa de soluto, los fluidos internos y externos son isotónicos

En un medio hipotónico la recuperación ocurre cuando las células pierden iones, lo que reduce su presión osmótica interna.

Hipertónico - Hipotónico

Hipotónico: Compartimiento de menor concentración de soluto. Cuando se coloca una célula en una solución hipotónica, la célula gana agua rápidamente por osmosis y se expande

Hipertónico: Cuando dos compartimientos de diferente concentración de soluto están separados por una membrana semipermeable, se dice que el compartimiento con la concentración de soluto mas alta es hipertónico. Una célula colocada en una solución hipertónica pierde agua rápidamente por osmosis y se contrae

Osmosis

Se demuestra al colocar una célula en una solución que contenga un soluto no penetrante a una concentración diferente a la presente dentro de la célula.

El agua se mueve fácilmente a través de una membrana semipermeable desde una región de menor concentración de soluto a una de mayor concentración de soluto.

Semipermeables

Debido a esta diferencia en la capacidad de penetracion del agua frente a los solutos se denomina semipermeable.

Las moléculas de agua se mueven mucho mas rápido a través de una membrana celular que los iones disueltos .

Difusión del agua a través de las membranas

Bombas de tipo V

Bomba de tipo P

Ciclo de bombeo de la Na/K -ATPasa, con base en las estructuras cristalográficas de rayos X de bombas de iones de tipo P

Paso 6-7: A la oclusión le sigue la desfosforilación y la unión a ATP. Paso 8: Induce el retorno de la proteína a la conformación E1 original.

Paso 6: El cierre de otra compuerta dentro de la proteína desplaza la bomba a un estado ocluido y se impide el flujo de retorno de los iones K en el espacio extracelular.

Paso 5: Una vez que se han liberado los tres iones de Na, la proteína capta dos iones K.

Paso 3-4: Provocan el cambio de la conformación E1 a E2.

Paso 2-3: La hidrolisis del ATP ligado y la liberación de ADP.

Paso 2: Se ha cerrado una compuerta dentro de la proteína, se ha desplazado la bomba a un estado E1 ocluido, en el que los iones Na ya no pueden volver a fluir hacia el interior del citosol.

Paso 1: La bomba esta en la conformación E1, y los sitios de unión de iones están accesibles al interior de la célula. La proteína ha unido tres iones Na y un ATP.

Transporte activo primario: transporte de acoplamiento a la hidrolisis del ATP

La afinidad por cada ion en los dos lados de la membrana debe ser diferente. Se logra mediante la hidrolisis de ATP y la posterior liberación de ADP.

Los compartimientos extracelular e intracelular son. en su mayor parte, eléctricamente neutros. L relación Na:K bombeada por la Na/K -ATPasa es 3:2, es decir, por cada ATP hidrolizado se bombean tres iones de sodio a medida que se bombean dos iones de potasio. La Na/K -ATPasa es electrogénica, contribuye a la separación de cargas a través de la membrana.

Enzima Na/K -ATPasa, o bomba de sodio potasio. El transporte activo impulsa el movimiento de iones en una sola dirección. La Na/K -ATPasa es la responsable del gran exceso de iones Na fuera de la célula y el gran exceso de iones K dentro de la celula.

El transporte activo depende de proteínas integrales de membrana que se unen selectivamente a un soluto particular y lo mueven a través de la membrana en un proceso impulsado por cambios en la conformación de de la proteína

Transporte activo

La difusión facilitada es importante en la mediación de la entrada y salida de solutos polares como azucares y aminoácidos que no penetran en la bicapa lipídica. El transportador glucosa es un ejemplo de difusión facilitada.

La mayoría de los transportadores facilitadores pueden mover solo de cientos a miles de moléculas de soluto por segundo a través de la membrana, una vez que la concentración de iones es muy grande, la velocidad de transporte se nivela a este máximo valor, y se dice que los transportadores están saturados.

Similar a una reacción catalizada por enzimas, los transportadores facilitadores son específicos para las moléculas que transportan. Tanto las enzimas como los transportadores presentan una cinética tipo saturación.

Transportador facilitador

La unión del soluto al transportador facilitador en un lado de la membrana desencadena un cambio conformacional en la proteína, exponiendo el soluto a la otra superficie de la membrana, donde puede difundirse por su gradiente de concentración.

La sustancia difusora se une primero selectivamente a una proteína que abarca toda la membrana, que facilita el proceso de difusión.

Difusión facilitada