Membrana y Transporte.

Texto 4: Transporte a través de membrana
Introducción
Debido a su interior hidrofóbico, la bicapa lipídica de una célula constituye una barrera altamente impermeable a la mayoría de las moléculas polares (solubles en agua). Esta función de barrera es de una importancia crucial ya que permite a la célula mantener en su citosol ciertos solutos a concentraciones diferentes a las que están en elfluído extracelular y en cada uno de los compartimentos intracelulares envueltos por una membrana.
Sin embargo, para poder utilizar esta barrera las células han tenido que desarrollar sistemas para transportar específicamente moléculas hidrosolubles a través de sus membranas y así poder ingerir los nutrientes esenciales, excretar los productos residuales del metabolismo y regular lasconcentraciones intracelulares de iones. El transporte de iones inorgánicos y de pequeñas moléculas orgánicas hidrosolubles a través de la bicapa lipídica se consigue mediante proteínas transmembrana especializadas, cada una de las cuales es responsable de la transferencia de una molécula o un ión específico o de un grupos de moléculas o iones.

Similar a la tabla que les mostré en la presentación, aquí seindica donde están más concentrados los principales iones (positivos cationes, negativos aniones) dentro de la célula.






Principios de transporte
Las bicapas lipídicas por sí solas son altamente impermeable a iones
- Con tiempo suficiente, prácticamente cualquier molécula acabará difundiendo* a través de una bicapa lipídica libre de proteína a favor de su gradiente de concentración(desde donde hay más hacia donde hay menos). Sin embargo, la velocidad a la que se produce esta difusión varía enormemente, dependiendo en parte del tamaño de la molécula y, principalmente, de su solubilidad relativa en aceite. En general, cuanto menor es el tamaño de la molécula y cuanto más soluble en aceite (es decir, cuando más hidrofóbica o no polar es) más rápidamente difunde a través de unabicapa.
Las moléculas pequeñas no polares tales como el O2 y el CO2, se disuelven fácilmente en las bicapas lipídicas y por lo tanto difunden con rapidez a través de ellas. Las moléculas polares no cargadas también difunden rápidamente a través de una bicapa si su tamaño es suficientemente pequeño. Por ejemplo, el agua, el etanol y la urea atraviesan rápidamente una bicapa a pesar de ser polares;el glicerol lo hace con menor rapidez y la glucosa no la atraviesa, debido a su mayor tamaño.
Por el contrario, las bicapas lipídicas son altamente impermeables a todas las moléculas cargadas (iones), por muy pequeñas que sean: la carga y el elevado grado de hidratación de tales moléculas les impiden penetrar en la fase hidrocarbonada de la bicapa.
* Revisar el concepto de difusión

Lasproteínas de transporte a través de membrana se clasifican en: proteínas transportadoras y proteínas de canal
Las membranas celulares permiten el paso por simple difusión del agua (caso particular denominado osmosis) y de las moléculas no polares. Sin embargo, las membranas celulares también son permeables a diversas moléculas polares que atraviesan con gran lentitud las bicapas lipídicas sintéticas,tales como iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos celulares (componentes que forman parte del metabolismo).
Unas proteínas de membrana especiales son las responsables de la transferencia de estos solutos a través de las membranas celulares. Estas proteínas, que reciben el nombre de proteínas de transporte a través de membrana, se presentan en muchas formas y en todos lostipos de membranas biológicas. Cada proteína está destinada al transporte de un tipo particular de moléculas (tales como iones, azúcares o aminoácidos) y con frecuencia únicamente de una cierta especie molecular de la clase (por ejemplo: solo sodio, solo el aminoácido metionina o solo la azúcar glucosa).
Existen dos clases mayoritarias de proteínas de transporte de membranas: las proteínas...