Transporte de moléculas a través de la membrana

Transporte pasivo

El transporte pasivo consiste en el paso de sustancias a favor de gradiente, ya sea del gradiente de concentración o del gradiente de carga, y no requiere gasto energético.

Tipos de transporte pasivo

Difusión simple

Las moléculas atraviesan directamente la membrana. Ejemplos: oxígeno, nitrógeno o dióxido de carbono (CO2).

Difusión facilitada

Las moléculas de mayor tamaño o los iones pasan a favor de gradiente a través de proteínas transmembranales. Las proteínas de canal o canales membranosos permiten el paso de sustancias sin experimentar cambios conformacionales significativos, mientras que las proteínas transportadoras o permeasas experimentan un cambio conformacional al transportar las moléculas polares o con carga. Ejemplos: aminoácidos y nucleótidos.

Transporte ping-pong (caso especial)

Un caso especial es el transporte ping-pong de alta especificidad de proteínas transportadoras de membrana:

• ¿Qué se necesita? Un ligando.
• ¿A qué se une? A sitios específicos en el exterior (estado pong).
• ¿Qué se produce cuando se une el ligando a la proteína transportadora? Se produce un cambio conformacional (estado ping).

Transporte activo

El transporte activo implica el paso de sustancias en contra del gradiente electroquímico o de concentración, para lo cual se requiere un gasto energético.

Tipos de transporte activo

Transporte activo directo

La proteína transportadora puede estar directamente acoplada a una ATPasa (aprovechamiento directo de la energía).

Transporte activo indirecto

La proteína transportadora puede transportar una molécula en contra de gradiente aprovechando el paso a favor de gradiente de otra molécula. Esto puede darse como:

• Simporte: ambas moléculas se mueven en el mismo sentido.
• Antiporte: las moléculas se mueven en sentidos opuestos.

Ejemplo (simporte glucosa/Na+):

• ¿Qué molécula atraviesa la membrana a favor de gradiente en el T.A.I. simporte?
• Na+
• Glucosa
• ¿Quién atraviesa en contra de gradiente? La glucosa entra en contra de su gradiente aprovechando el flujo de Na+ a favor de su gradiente.

ATPasa de membrana

ATPasa de membrana: son proteínas transmembranales con distinta conformación a ambos lados de la membrana.

ATP sintasa / ATPasa sintetasa

La ATP sintasa (a veces llamada ATPasa sintasa) permite el paso de protones a favor de gradiente, que utiliza para la síntesis de ATP.

¿Qué permiten estas ATPasas? La ATPasa localizada en la membrana plasmática de las células eucariotas también está implicada en el transporte activo de Na+ y K+. Bombea Na+ al exterior y conduce K+ hacia el interior. El Na+ se expulsa en contra del gradiente de concentración por lo que se gasta energía en forma de ATP; la entrada de K+ está acoplada a la salida de Na+. Esta bomba extrae 3 iones Na+ por cada 2 iones K+ que introduce.

Relación con la bomba Na+/K+

Completa las frases:

• Bombea Na+ hacia el exterior en contra del gradiente de concentración, por lo que se gasta energía en forma de ATP.
• Bombea K+ hacia el interior en contra del gradiente de concentración, por lo que se gasta energía en forma de ATP.
• Ambas entradas y salidas están acopladas; sería un transporte activo indirecto.
• Esta bomba extrae 3 iones Na+ por cada 2 iones K+ que introduce.

¿Pueden acoplarse los dos tipos de transporte activo?

Sí. Si los protones son transportados hacia el exterior por una ATPasa y el gradiente electroquímico resultante es aprovechado por otra proteína de transporte indirecto para introducir una sustancia en contra de gradiente, ambos sistemas quedan acoplados.

Transporte por translocación de grupo

¿Qué tipos de células lo realizan? En las bacterias.

¿En qué consiste? Consiste en la entrada de glucosa y fosfato produciendo la formación o la salida de glucosa-fosfato (translocación simultánea y modificación de la sustancia que entra).

Proceso de endocitosis

La membrana plasmática de la célula se invagina y engloba partículas del exterior. De este modo se forma una vesícula que pasa al interior de la célula.

¿Qué es la clatrina? ¿De qué está formada?

• Es una proteína asociada a otros polipéptidos que forma una red que recubre las vesículas de endocitosis.
• Está formada por subunidades proteicas unidas entre sí.

Tipos y ejemplos de los procesos de endocitosis

• Pinocitosis: Aufnahme de sustancias líquidas. Ejemplo mencionado: músculo liso y sustancias líquidas.
• Fagocitosis: Captura de organismos vivos o restos celulares, formando grandes vesículas.

Proceso de exocitosis

Implica la fusión de vesículas del citoplasma con la membrana plasmática, liberando su contenido al exterior.

Funciones celulares

• Funciones estructurales
• Funciones de relación
• Funciones de excreción

Tipos de exocitosis: función y ejemplos

• Constitutiva: Se realiza de forma continua a partir de vesículas originadas en el retículo endoplasmático y en el aparato de Golgi; se lleva a cabo con sustancias con función estructural. Ejemplo: renovación de la membrana o del glicocálix.
• Regulada: Se produce en lugares localizados de la célula ante determinados estímulos externos. Típica de células secretoras de las glándulas exocrinas o endocrinas.

Diferenciaciones de la membrana

Microvellosidades

Se trata de prolongaciones membranosas digitiformes, características de ciertas células animales. Ejemplo: las células del epitelio intestinal.

Estereocilios

Son grandes microvellosidades típicas de las células de la cóclea y del vestíbulo del oído interno, reforzadas en su interior por microfilamentos de actina. Ejemplo funcional: recepción de vibraciones sonoras.

Diferencias entre microvellosidades y estereocilios

Las microvellosidades son prolongaciones membranosas digitiformes de pequeño tamaño; los estereocilios son microvellosidades más grandes y especializadas.

Invaginaciones

Son repliegues de la membrana plasmática hacia el interior celular. Ejemplo: las diferenciaciones basales de las células epiteliales del túbulo contorneado proximal de las nefronas.