Transporte a nivel de membranas

Transporte a nivel de membranasLas membranas definen los limites externos de una clula y regulan el trfico molecular a travs de stos lmites.

Las membranas no separan nicamente la clula de su exterior, en el caso de las clulas eucariticas, las membranas tambin son tiles en el interior de la clula para separar procesos y componentes.Membranas biolgicasLas actividades biolgicas de las membranas se derivan de sus propiedades fsicas.FlexiblesAuto-sellablesSelectivamente permeables a solutos polares

Las membranas estn compuestas de lpidos y protenas en combinaciones particulares para cada especie, tipo celular y organelo; aunque la bicapa lipdica es la unidad estructural bsica.

Protenas integrales: firmemente asociadas a la bicapa lipdica, y son removibles slo con agentes que interrumpen las interacciones hidrofbicas (detergentes, solventes orgnicos o desnaturalizantes).

Protenas perifricas: asociadas a la membrana a travs de interacciones electrostticas y puentes de H con el dominio hidroflico de las protenas integrales y con los grupos polares de los lpidos de membrana. Pueden ser liberadas por tratamientos relativamente leves, que interfieren con interacciones electrostticas o rompen los enlaces H (carbonato a pH alto).Tipos de protenas de membranaProtenas anfitrpicas: son encontradas tanto en el citosol como en asociacin con membranas. Su afinidad por las membranas resulta en algunos casos, de la interaccin no covalente con alguna protenas o lpido de membrana, y en otros casos de la presencia de uno o ms lpidos covalentemente unidos a una protena anfitrpica.

Generalmente la asociacin reversible de protenas anfitrpicas con la membrana, es regulada por la fosforilacin o la unin de un ligando que fuerzan al cambio conformacional de la protena.

Los lpidos y protenas de la membrana estn insertados en la bicapa manteniendo una orientacin especfica, por lo que las membranas son estructural y funcionalmente asimticas.

La estructura y flexibilidad de la bicapa, depende de los tipos de lpidos presentes, y puede variar con la temperatura.

Por debajo de las temperaturas fisiolgicas normales, los lpidos forman una fase semislida de gel, en la cual todos los tipos de movimientos individuales son fuertemente impedidos.Lpidos de membranaPor arriba de las temperaturas fisiolgicas normales, las cadenas individuales de carbono de los cidos grasos, se encuentran en constante movimiento producido por la rotacin de los enlaces C-C, por lo que la bicapa se encuentra en estado lquido-desordenado.

A temperaturas fisiolgicas los lpidos existen en un estado lquido-ordenado, ya que existe menos movimiento en las cadenas acilo debido a la temperatura, pero el movimiento lateral.

A temperaturas fisiolgicas, la difusin transbicapa (flip-flop), ocurre de manera muy lenta en la mayora de las membranas, por lo que se requiere de la catalizacin por familias de protenas que facilitan el movimiento de lpidos a travs de la bicapa, proporcionando una va que es energticamente ms favorable y mucho ms rpida que el movimiento no catalizado.Difusin de lpidos en la membrana

TransporteAlgunos compuestos no polares pueden disolverse en la bicapa lipdica y cruzar la membrana sin asistencia, pero para el movimiento trasmembranal de cualquier compuesto polar o ion, es esencial una protena transmembranal.

En algunos casos una protena de membrana simplemente facilita la difusin de un soluto de acuerdo a su gradiente de concentracin, pero el transporte tambin puede ocurrir contra el gradiente de concentracin, carga elctrica, o ambos en caso de que el proceso requiera energa.Transporte de solutos a travs de la membranaLa energa puede provenir directamente de la hidrlisis del ATP, o puede ser suministrado en forma de un soluto movindose a favor de su gradiente electroqumico, con la liberacin de suficiente energa para acarrear a otro soluto contra su gradiente.

En el caso de los iones, estos pueden moverse a travs de la membrana va canales inicos formados por protenas, o pueden ser acarreados por ionforos (pequeas molculas que enmascaran la carga de los iones y les permiten difundirse a travs de la bicapa lipdica).Transporte pasivo:Difusin simpleDifusin facilitada

Transporte activo:PrimarioSecundarioTipos de transporteA diferencia del transporte pasivo, resulta en la acumulacin de un soluto por encima de su punto de equilibrio.

Es termodinmicamente desfavorable, por lo que slo puede llevarse a cabo si se encuentra acoplado (directa o indirectamente) a un proceso exergnico como la absorcin de luz solar, una reaccin de oxidacin, la ruptura de ATP, o el flujo concomitante de alguna especie qumica a favor de su gradiente de concentracin.Transporte activo

Pueden ser clasificados en superfamilias basndose en su estructura:

Acarreadores: se unen a su substrato firmemente con alta estereo-especificidad, catalizan el transporte a tasas muy por debajo de los lmites de difusin libre y son saturables como las enzimas.

Canales: permiten el movimiento transmembranal, a tasas de mov. transmembranal mucho ms altas que los acarreadores, casi similar a los lmites de la difusin sin obstculos.Protenas acarreadoras