TRANSPORTE DE IONES Y MOLECULAS PEQUEÑAS A

TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES

ELOISA CORAL

GINA DELGADO

LAYLA HAMAD

INTI MEDINA

La membrana plasmática es una barrera permeable selectiva entre la célula y el ambiente extracelular.

Los movimientos de casi todas las moléculas e iones a través de las membranas celulares son mediados por proteínas transportadoras de la membrana.

La bicapa fosfolipidica es la unidad estructural básica de las biomembranas.

ALGUNAS MOLECULAS ATRAVIESAN LA MEMBRANA

POR DIFUSION PASIVA

La velocidad relativa de difusión de cualquier sustancia a través de una bicapa fosfolipidica es proporcional a:

- Gradiente de concentración- Hidrofobicidad - Tamaño

LAS PROTEINAS DE MEMBRANA MEDIAN EL TRANSPORTE DE LA MAYORIA DE LAS

MOLECULAS Y DE TODOS LOS IONES A TRAVES DE LAS BIOMEMBRANAS

Entre ellas encontramos:

- Bombas impulsadas por ATP- Proteínas canal- Los transportadores (uniportador, simportador,

antiportador)

BOMBAS IMPULSADAS POR ATP

Son ATPasas que utilizan energía de la hidrólisis de ATP para movilizar iones o moléculas pequeñas.

PROTEINAS CANAL

Transportan agua o tipos específicos de iones y moléculas hidrófilas.

LOS TRANSPORTADORES

Movilizan diversos iones y moléculas a través de las membranas celulares.

CARACTERISTICAS QUE DISTINGUEN EL TRANSPORTE UNIPORTE DE LA DIFUSION PASIVA

1. Velocidad de difusión

2. Coeficiente de partición “k” irrelevante

3. El transporte ocurre a través de un numero limitado de moléculas uniportadoras

4. El transporte es especifico

EL UNIPORTADOR GLUT1 TRANSPORTA GLUCOSA HACIA EL INTERIOR DE LAS

CELULAS DE MAMIFEROS

La siguiente ecuación donde:

- v : velocidad inicial de transporte para s al interior de la célula

- C : concentración de S afuera- Vmax : velocidad de transporte cuando GLUT1 tiene

una S fijada- Km : concentración de sustrato a la cual el transporte

es la mitad del máximo.

EL GENOMA HUMANO CODIFICA UNA FAMILIA DE PROTEINAS GLUT

TRANSPORTADORAS DE AZUCAR

GLUT 2 expresada en el hígado GLUT 4 expresada en células grasas y

musculares GLUT 5 transporta fructosa

LAS PROTEINAS TRANSPORTADORAS PUEDEN ESTAR ENRIQUECIDAS DENTRO DE CELULAS Y MEMBRANAS ARTIFICIALES

BOMBAS IMPULSADAS POR ATP Y EL AMBIENTE IONICO

INTRACELULAR

Transportan iones y moléculas en contra de su gradiente de concentración.

Son proteínas transmembrana con sitios de fijación para ATP.

DISTINTAS CLASES DE BOMBAS EXHIBEN PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES CARACTERISITICAS

Entre ellas encontramos 4 tipos de bombas principales:

- Clase P- Clase V- Clase F- Superfamilia ABC

BOMBA CLASE P Ubicación :- Bomba de H+ ( plantas, hongos)- Bomba de NA+/K+ (eucariotas )- Bomba de H+/K+ (estomago mamíferos)- Bomba de Ca²+ (retículo sarcoplasmatico)

BOMBA CLASE V Ubicación:- Membranas vacuolares- Membrana lisosomica- Membrana de osteoclastos y células tubulares de

riñón

BOMBA CLASE F Ubicación:- Membrana plasmática bacteriana- Membrana mitocondrial interna- Membrana tilacoidal de cloroplastos

SUPERFAMILIA ABC Ubicación: - Membrana plasmática bacteriana- Membrana plasmática mamíferos

LAS BOMBAS IONICAS IMPULSADAS POR ATP GENERAN LOS GRADIENTES IONICOS A TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES Y LOS MANTIENEN

Las bombas son las encargadas de establecer y mantener los gradientes iónicos habituales a través de las membranas plasmática e intracelular.

LA Ca²+ATPasa DE LOS MUSCULOS BOMBEA IONES DESDE EL CITOSOL HACIA EL INTERIOR DEL R. SARCOPLASMATICO

La liberación de iones de Ca²+ al citosol provoca la contracción

Si una Ca²+ATPasa bombea iones de Ca²+ desde el citosol al retículo sarcóplasmatico induce la relajación.

LA ACTIVACION MEDIADA POR CALMODULINA DE LA Ca²+ATPasa DE LA MEMBRANA PLASMATICA CONDUCE A LA SALIDA RAPIDA DE Ca²+

La concentración de iones de Ca²+ libres en el citosol debe mantenerse por debajo de 0,1- 0,2 µM.

La actividad de las Ca²+ATPasas de la membrana plasmática esta regulada por la calmodulina.

LA Na+/K+ ATPasa MANTIENE LAS CONCENTRACIONES INTRACELULARES DE Na+ Y K+ EN CELULAS ANIMALES

Es una bomba clase P, presente en la membrana plasmática de todas las células animales

LAS H+ ATPasas DE CLASE V BOMBEAN PROTONES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS LISOSOMICAS Y VACUOLARES

Presentes en las membranas plasmáticas de endosomas, lisosomas y vacuolas

Estas bombas contienen un dominio hidrófilo V₁ y un dominio transmembrana V₀

LAS PERMEASAS BACTERIANAS SON PROTEINAS ABC QUE INTRODUCEN DIVERSOS NUTRIENTES DESDE EL MEDIO AMBIENTE

La membrana plasmática de muchas bacterias contiene numerosas permeasas pertenecientes a las ABC.

Utilizan energía liberada por hidrólisis de ATP para transportar aminoácidos, azucares o vitaminas.

En bacterias gramnegativas como la E.coli la membrana externa tiene porinas.

SE CONOCEN ALREDEDOR DE 50 BOMBAS ABC DE MOLECULAS PEQUEÑAS EN LOS MAMIFEROS

Proteína transportadora de resistencia a múltiples fármacos (MDR)

Fármacos : colchicina y vinblastina

LAS PROTEINAS ABC QUE TRANSPORTAN SUSTRATOS SOLUBLES EN LIPIDOS PODRIAN OPERAR POR UN MECANISMO DE FLIPASAS

ENFERMEDADES ASOCIADAS A PROTEINAS ABC DEFECTUOSAS Adrenoleucodistrofia : proteina ABCD1 defectuosa

localizada en los peroxisomas, regula la entrada de ácidos grasos de cadenas largas.

Enfermedad de Tangiers : deficiencia de la proteína ABCA1 que transporta fosfolipidos.

Fibrosis quística : causada por una mutación en el gen que codifica el CFTR, esta proteína es importante en la reabsorción de Cl-

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