3.-Transporte a través de membranas (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Biología Celular
Año del apunte 2015
Páginas 6
Fecha de subida 22/03/2015 (Actualizado: 15/05/2015)
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Tema 3: Transporte a través de las membranas En principio, solo podrían atravesar la membrana sustancias hidrofóbicas. Sin embargo proteínas de membrana que permiten la entrada y salida de determinadas moléculas.
Este paso permite crear gradientes de carga y concentración.
Hay 3 tipos de transporte: difusión simple, difusión facilitada/transporte pasivo y transporte activo.
1. Difusión simple  A favor de gradiente  Sin consumo de energía  Pasan a través de los lípidos moléculas permeables a la bicapa  El movimiento es proporcional a la concentración y carga de la molécula (sin carga) 2. Transporte pasivo  A favor de gradiente  Sin consumo de energía  Pasan moléculas impermeables a la bicapa gracias a proteínas que recubren las zonas hidrofóbicas  Presenta cinética enzimática (saturación y competencia) 2.1. Transporte pasivo por permeasas Las permeasas son proteínas altamente específicas que permiten el paso de iones y pequeñas moléculas mediante cambios conformacionales. Todas presentan una estructura similar: son proteínas transmembranales en forma de hélice α que atraviesan 12 veces la membrana, tienen los extremos NTer y CTer en el interior y zonas que le permiten su especificidad.
Este transporte puede ser: uniporter (1 soluto) o cotransporte/transporte acoplado (2 solutos en la misma dirección (symporter) o contraria (antiporter)) Un ejemplo es el transporte de glucosa gracias a las permeasas GLUT.
2.2. Transporte pasivo por canales Existen 2 tipos de canales:   Poros transmembranales: son grandes y poco selectivos  Porinas → lámina β  Uniones GAP → permiten a las células dar una respuesta sincronizada a un mismo estímulo.
Canales iónicos: son estrechos y muy selectivos, presentan cinética enzimática y son más rápidos que las permeasas, los iones pasan a través de ellos interactuando con los aa.
Los canales iónicos no siempre están abiertos, sino que su apertura y cierre se regula por varios factores.
2.2.1. Canales regulados por voltaje Una de las subunidades del canal (S4) es un sensor de voltaje.
Cuando estos detectan un cambio en el potencial de membrana, cambian su posición, abriéndose el canal. Al cabo de unos milisegundos los sensores regresan a su posición inicial y el canal se inactiva gracias al segmento inactivador. Finalmente, cuando la membrana se repolarice, los canales se cerrarán.
2.2.2. Canales regulados por ligando Este tipo de canales se abren o cierran por la unión a una molécula determinada.
2.2.3. Canales regulados por estímulos mecánicos Un ejemplo son los estereocilios del oído. Los canales están unidos mediante filamentos a los cilios y, cuando estos se mueven, los canales se abren.
3. Sinapsis neuromuscular En el organismo, la información de transmite mediante potenciales de acción (impulsos eléctricos). Estos potenciales se deben a la despolarización de a membrana, es decir a cambios de cargas en ella (en reposo, la membrana tiene un potencial negativo).
En la membrana existen canales que permiten la transmisión del potencial (canales Na + y canales K+) así como los iones que transportan (K+ en el interior y Na+ en el exterior).
3.1. Transmisión del potencial de acción Al producirse la despolarización se abren los canales de Na+, entra Na+ a favor de gradiente y aumenta la carga positiva dentro, más tarde también saldrá K+ a favor de gradiente. Esto hace que continúen abriéndose canales de Na+ contiguos, pero unidireccionalmente, ya que los canales anteriores se inactivan en milisegundos (se cerrarán cuando el potencial vuelva al reposo, gracias a las bombas Na+/K+) 3.2. Sinapsis neuromuscular 1. Al llegar el potencial de acción al final del axón, se abre un canal de Ca2+ y entra 2.
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este ion. Las vesículas con acetilcolina de la neurona, la liberan al espacio sináptico.
Esta se une a un canal regulado por ligando en la célula muscular, se abre y entra Na+ en la célula.
Esto genera un nuevo potencial de acción.
Entonces se abren los canales de Ca2+ regulados por voltaje y el ion entra.
El Ca 2+ actúa como ligando para abrir un canal de Ca2+ del retículo sarcoplasmático. Como consecuencia, el Ca2+ del retículo sale al citosol provocando la contracción muscular, que realizan la actina y la miosina (una proteína de la actina se une al Ca2+, provocando un cambio conformacional que deja al descubierto el lugar de unión entre la actina y la miosina).
4. Transporte ativo     En contra de gradiente Consume energía Son necesarias proteínas Sigue una cinética encimática (saturación y competencia)  2 tipos: o Primario: consumo directo de ATP, mediante ATPasas o bombas o Secundrio: la energía procede del transporte de otra molécula a favor de gradiente. Son necesarias permeasas y ATPasas (que crean el gradiente) 4.1. Transporte activo primario Existen distintos tipos de ATPasas: ATPasas “P” → transportan iones en la membrana plasmática (Na+, K+, H+, Ca2+) o del retículo sarcoplasmático (Ca2+) ATPasas “V” → protones ATPasas “F” (ATP sintasas)→ protones ATPasas “ABC”→ gran variedad solutos (drogas) 4.1.1. ATPasas “P” Un ejemplo es la bomba Na+/K+ Posee dos estados conformacionales: E1 (afinidad Na+) y E2 (afinidad K+) E1: se unen 3 Na+ y ATP, que se hidroliza.
El P se une a la proteína y provoca el cambio conformacional.
E2: los 3 Na+ se liberan y se unen 2 K+. El P se hidroliza y la proteína regresa al E1, liberándose el K+.
4.1.2. ATPasas “V” Su función es mantener el pH ácido en los orgánulos, hidrolizando ATP para bombear H+ hacia el interior. En los animales se encuentran en las membranas lisosomales y en los vegetales en la del vacuolo.
4.1.3. ATPasas “F” Sintetizan ATP bombeando H+ a favor de gradiente. Se encuentran en mitocondrias, cloroplastos y bacterias.
4.1.4. ATPasas “ABC” Están formadas por 2 subunidades con un lugar de unión al ATP. La unión e hidrólisis de esta molécula provoca el cambio conformacional.
Ejemplos de este tipo de ATPasas son las Multiple Drogue Resistance (MDR) encargadas de expulsar drogas de la célula; y la Bomba de Cl-, causante de la fibrosis cística: cuando el gen que codifica para esta proteína muta, no sale Cl- de la celula, la mucosidad no se hidrata y se producen infecciones respiratorias.
4.2. Transporte activo secundario En él intervienen las mismas permeasas que en la difusión facilitada. Estas transportan 2 moléculas: una a favor de gradiente (proporciona energía) y otra en contra. Este cotransporte puede ser symporter o antiporter.
La molécula que se transporta a favor de gradiente suele ser siempre la misma: en animales el Na+ y en vegetales, el H+.
El ej más común de transporte activo secundario es el de glucosa-Na+. Una permeasa introduce Na+(a favor de gradiente) y glucosa (en contra) y una bomba Na+/K+ expulsa sodio, creando el gradiente.
5.Transporte transepitelial de glucosa Reúne los tres tipos de transporte.
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