Envolturas celulares

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ENVOLTURAS CELULARES

2. TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE LA MEMBRANA

El transporte de sustancias a través de la membrana depende entre otros factores de la naturaleza y del tamaño de las moléculas a transportar. Según el tamaño se diferencian dos tipos de transporte: transporte de pequeñas moléculas y transporte de macromoléculas y grandes partículas

2.1.-Transporte de moléculas pequeñas

El transporte de pequeñas moléculas y de iones a través de la membrana se realiza mediante procesos que no alteran la estructura de la membrana. Este tipo de transporte se denomina transporte de transmembrana, en muchos casos intervienen unas proteínas transportadoras especializadas. Atendiendo a  que se consuma o no energía puede ser: pasivo y  activo.

·Transporte pasivo.

En él no se gasta energía. Se realiza a favor de un gradiente, que puede ser de concentración, eléctrico o electroquímico; las moléculas se desplazan desde el lugar donde la concentración, la carga o ambas a la vez es mayor hacia el lugar donde es menor. El transporte pasivo puede realizarse de dos formas: Difusión simple y difusión facilitada.

-Difusión simple. Las moléculas atraviesan por sí mismas la membrana bien a través de los lípidos de la bicapa lipídica o través de canales acuosos formados por unas proteínas transmembrana llamadas proteínas de canal, estos canales pueden estar permanentemente abiertos o hacerlo solo de manera transitoria.

A través de los lípidos de la bicapa lipídica pasan las moléculas no polares tales como: O2, N2, etc. moléculas lipídicas como: hormonas esteroides, fármacos liposolubles; también pueden pasar moléculas polares sin carga si su tamaño es reducido como: el agua, CO2, urea, etanol, glicerol, etc. La difusión del agua se llama ósmosis.
A través de canales acuosos pasan los iones.

-Difusión facilitada. Las moléculas atraviesan la membrana  gracias a que se unen a unas proteínas transmembrana transportadora específicas para cada molécula, llamada permeasa. Estas proteínas, al unirse a la molécula a transportar cambian su conformación, lo que las permite trasladar a dicha molécula de uno al otro lado de la membrana. Así se transportan la mayoría de las moléculas polares de pequeño tamaño como: la glucosa, los aminoácidos, los nucleótidos etc.

·Transporte activo.

Este transporte se realiza en contra de gradiente de concentración, eléctrico, o electroquímico. En este proceso se gasta energía que se obtiene de la hidrólisis del ATP. En este transporte intervienen unas proteínas transmembrana transportadoras llamadas bombas, que transportan las moléculas desde el lugar más diluido o de menor carga al más concentrado o de mayor carga.

Bomba de sodio/potasio
Entre las bombas más importantes se encuentra la bomba de sodio/potasio que bombea contra gradiente electroquímico 3 cationes de sodio hacia el exterior y 2 cationes de potasio hacia el  interior por cada molécula de ATP hidrolizada.
La bomba de Na+/K+ está constituida por una proteína tetramérica, formada por dos subunidades a glucosiladas que se encargan del transporte y dos subunidades b no glucosiladas que mantiene la bomba unida a la membrana.
Esta proteína presenta dos conformaciones alternativas: una de ellas posee una cavidad abierta hacia el interior de la célula a la que pueden acoplarse 3 iones Na+, la otra conformación tiene la cavidad abierta hacia el exterior a la que pueden acoplarse 2 K+.

Funcionamiento
-Partimos de la conformación proteica que tiene la cavidad abierta al interior. Se unen 3 iones Na+ a la proteína transportadora, esto provoca que una molécula de ATP se hidrolice y el Pi se transfiere a la proteína, fosforilándola.
-Esta fosforilación provoca un cambio en la conformación de la proteína transportadora, produciéndose la liberación de los 3 Na+ en el exterior celular y la unión de 2 K+.

-Esta unión de los K+ induce a que la proteína se defosforile es decir pierda el grupo Pi lo cual hace que la proteína adquiera de nuevo su conformación original liberando los 2 K+ en el interior. Se repite el proceso.