Principios del Transporte

                             Autor: Ing.Agr. Carlos González

 

Como mencionamos anteriormente diversas moléculas polares que atraviesan con gran lentitud las bicapas lipídicas sintéticas, tales como iones, azúcares, aminoácidos, nucleótidos y muchos metabolitos celulares son trasladadas por componentes proteicos. Estas proteínas, que reciben el nombre de proteínas de transporte a través de membrana, se presentan en mu­chas formas y en todos los tipos de membranas biológicas. Cada proteína está destinada al transporte de un tipo particular de moléculas (tales como iones, azúcares o aminoácidos) y con frecuencia únicamente de una cierta especie mo­lecular de la clase. La especificidad de las proteínas de transporte fue sugerida al encontrar que unas mutaciones en un solo gen suprimían la capacidad de las bacterias para transportar unos azúcares determinados a través de su membrana plasmática. Desde la década del 50´ a nuestros días se han descubierto mutaciones similares en personas que sufren diversas enfermedades hereditarias, las cuales afectan por ejemplo el transporte de un soluto determinado en el riñón, en el intestino o en ambos tejidos. Este es el caso de individuos que presentan la enfermedad genética cistinuria son in­capaces de trasportar ciertos aminoácidos (incluyendo la cistina, el dímero for­mado por la unión, a través de un enlace disulfuro, de dos cisteínas) tanto desde la orina como desde el intestino hacia la sangre; de la acumulación de cistina en la orina resulta la formación de "piedras" de cistina en los riñones.

 

Existe dos clases mayoritarias de proteínas transmembranales, las proteínas de Canal y las proteínas Transportadoras.

 

LAS PROTEÍNAS CANAL:

 

Estas no se unen con el soluto sino que forman un poros hidrofilicos que atraviesan la bicapa, cuando ellos están abiertos permite que determinados solutos puedan pasar.

 

Fig. 4

 

A partir de ello, no sorprende que el transporte a través de las proteínas canal se produzca a velocidades mucho mayores que a través de proteínas de transporte.

Todas las proteínas de canal y muchas proteínas de transporte tan sólo permi­ten que los solutos atraviesen la membrana de forma pasiva ("cuesta abajo") -un proceso llamado transporte pasivo

Cuando el soluto tiene una carga neta, no sólo se ve influido por su gradiente de concentración para el pasaje a través de la membrana, sino también por el gradiente eléctrico a través de la membrana (el potencial de membrana). El gradiente de concentración y el gradiente eléctrico pueden combinarse para calcular la fuerza neta de dirección del flujo, o gradiente electroquímico, para cada soluto cargado. De hecho, casi todas la membranas plasmáticas tienen una diferencia de potencial (gradiente de voltaje) a través de ellas, siendo habitualmente el interior negativo con respecto al exterior. Esta diferencia de potencial favorece la entrada a las células de iones cargados positivamente y se opone a la entrada de iones cargados negativamente.

 

 

 

 

 

 

LAS PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS: ( Carrier o Permeasas)

 

Estas se unen al soluto específico que va a ser transportado y sufren una serie de cambios estructurales que permiten la transferencia del soluto a través de la membrana. 

 

 

 

 

 

 

 

Se ha podido observar, que los distintos solutos pasan en una determinada dirección y sentido por las proteínas transportadoras  de una membrana. Esto concluyo diferenciando tres tipos de transporte.

Uniporte, donde una sola molécula o ión se transporta de uno a otro lados.

En otros casos el transporte de una molécula o ión particular depende del cotransporte simultáneo o sucesivo de una molécula o ión diferente. Si este es el caso, en que ambos solutos son transportados en el mismo sentido, el sistema se lo conoce como Sinporte. Por el contrario, si los dos solutos diferentes se transportan en sentidos opuestos, el sistema es llamado Antiporte (fig 3).

Fig 3

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 5

Las proteínas transportadoras cuando transfieren un soluto a través de la bicapa lipídica, tiene uno o más lugares de unión específicos para ese soluto. Cuando el transportador está saturado (es decir, cuando todos estos lugares de unión están ocupados), la velocidad de transporte es máxima. Esta velocidad,  Vmax  es una característica del transportador. Cada proteína transportadora tiene ade­más una constante característica de unión para su soluto, Km, igual a la concen­tración del soluto cuando la velocidad de transporte es la mitad del valor máxi­mo (Figura 5). En la figura 5 , también podemos observar que los solutos que atraviesan una proteína canal es mucho más rápido, que a través de las proteínas transportadoras, ya que estas últimas no requieren la unión especifica del soluto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Las células también necesitan proteínas de transporte que bombeen activa­mente ciertos solutos a través de la membrana en contra de su gradiente electro­químico ("cuesta arriba"); este proceso, conocido como transporte activo, está siempre mediado por proteínas transportadoras. En el transporte activo la acti­vidad bombeadora de la proteína de transporte es direccional ya que, tal como explicaremos más adelante, está acoplada a una fucnte de energía metabólica como la hidrólisis del ATP o a un gradiente iónico. Así pues, el transporte media­do por proteínas de transporte puede ser activo o pasivo, mientras que el trans­porte mediado por proteínas de canal siempre es pasivo (Figura 11-4).

                

 

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