Transporte a través de la membrana

LA MEMBRANA. |
MECANISMO DE TRANSPORTE MEMBRANAL. |
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Transporte a través de las membranas celulares.
La membrana plasmática es una barrera de permeabilidad selectiva entre la célula y el medio extracelular. Sus propiedades de permeabilidad aseguran que las sustancias esenciales, como la glucosa, los aminoácidos y los lípidos, entren en la célula con facilidad, que losintermediarios metabólicos permanezcan en la célula y que los compuestos de desecho la abandonen. Esta permeabilidad selectiva permite que la célula conserve un medio interno constante. El transporte de moléculas e iones a través de todas las membranas celulares es mediado por proteínas transportadoras asociadas con la bicapa adyacente.
Como los diferentes tipos celulares requieren distintas mezclas decompuestos de bajo peso molecular, la membrana plasmática de cada uno posee un conjunto específico de proteínas transportadoras que sólo permiten el paso de ciertos iones o moléculas. De manera similar, las organelas intracelulares a menudo encierran un medio interno diferente del citosol circundante y sus membranas contienen proteínas transportadoras específicas que solo permiten esa diferencia.
Elmovimiento de estas moléculas o iones se da de tres diferentes maneras: por difusión pasiva, por bombas de ATP, por endocitosis y exocitosis.
Difusión.
Difusión simple, significa que la molécula puede pasar directamente a través de la membrana. La difusión es siempre a favor de un gradiente de concentración. Esto limita la máxima concentración posible en el interior de la célula (o en elexterior si se trata de un producto de desecho).
La efectividad de la difusión está limitada por la velocidad de difusión de la molécula.
Por lo tanto si bien la difusión es un mecanismo de transporte suficientemente efectivo para algunas moléculas (por ejemplo el agua), la célula debe utilizar otros mecanismos de transporte para sus necesidades.
Difusión facilitada.
La difusión facilitada utilizacanales (formados por proteínas de membrana) para permitir que moléculas cargadas (que de otra manera no podrían atravesar la membrana) difundan libremente hacia afuera y adentro de la célula. Estos canales son usados sobre todo por iones pequeños tales como K+, Na+, Cl-.
La velocidad del transporte facilitado está limitado por el número de canales disponibles (ver que la curva indica una"saturación") mientras que la velocidad de difusión depende solo del gradiente de concentración.
Transporte activo.
El transporte activo requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, pero el transporte activo es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración, al igual que la difusión facilitada el transporte activo estalimitado por el numero de proteínas transportadoras presentes.
Son de interés dos grandes categorías de transporte activo, primario y secundario. El transporte activo primario usa energía (generalmente obtenida de la hidrólisis de ATP), a nivel de la misma proteína de membrana produciendo un cambio conformacional que resulta en el transporte de una molécula a través de la proteína.
El ejemplo másconocido es la bomba de Na+/K+. La bomba de Na+/K+ realiza un contratransporte("antyport") transporta K+ al interior de la célula y Na+ al exterior de la misma, al mismo tiempo, gastando en el proceso ATP.
El transporte activo secundario utiliza la energía para establecer un gradiente a través de la membrana celular, y luego utiliza ese gradiente para transportar una molécula de interés contrasu gradiente de concentración.
Un ejemplo de ese mecanismo es el siguiente: Escherichia coli establece un gradiente de protones (H+) entre ambos lados de la membrana utilizando energía para bombear protones hacia afuera de la célula. Luego estos protones se acoplan a la lactosa (un azúcar que sirve de nutriente al microorganismo) a nivel de la lactosa-permeasa (otra proteína de transmembrana),...