jueves, 30 de junio de 2016

Transporte de membranas (Transporte activo)

Transporte Activo 

RESUMEN
Es el transporta que requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, pero este transporte es el único que puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración, este es limitado por el número de proteínas transportadoras presentes. Y este se dividen en transporte activo primario y secundario.
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Transporte activo primario

El transporte activo primario, también llamado transporte activo directo, utiliza energía metabólica en forma directa para transportar moléculas a través de la membrana.
La mayor parte de las enzimas que llevan a cabo este tipo de transporte son ATPasas transmembrana. Una ATPasa primaria y universal para todas las formas de vida animales es la bomba de sodio y potasio, la cual ayuda a mantener el potencial de membrana celular. Otras fuentes de energía para el transporte activo primario son las reacciones redoxy la energía entregada por fotones de la luz. Un ejemplo de transporte activo primario que hace uso de energía proveniente de reacciones redox es la cadena de transporte electrónico mitocondrial, la cual utiliza la energía proveniente del NADH para mover protones a través de la membrana mitocondrial interna en contra de su gradiente de concentración. Un ejemplo de transporte activo primario que hace uso de la energía de la luz son las proteínas involucradas en la fotosíntesis las cuales utilizan la energía de los fotones para crear un gradiente de protones a través de la membrana tilacoide y poder reductor en la forma de NADPH.

Modelo de transporte activo

La hidrólisis de ATP se utiliza para transportar iones hidrógeno contra su gradiente electroquímico (de una zona de baja concentración a una de alta concentración del ion). Lafosforilación de la proteína transportadora y la unión de un ion hidrógeno induce un cambio conformacional que impulsa el transporte de iones hidrógeno en contra de su gradiente electroquímico. La hidrólisis del grupo fosfato unido y la liberación del hidrógeno reestablece al transportador a su conformación original.

Tipos de transportadores primarios impulsados por ATP

·         ATPasa tipo-P: bomba de sodio y potasio, bomba de calcio, bomba de protones
·         ATPasa-F: ATP sintasa mitocondrial, ATP sintasa de los cloroplastos
·         ATPasa-V: ATPasa vacuolar
·         Transportador ABC (ATP binding cassette): MDR, CFTR, etc.

Transporte activo secundario

En el transporte activo secundario, también llamado transporte acoplado o cotransporte, se utiliza energía para transportar moléculas a través de una membrana, sin embargo, en contraste con el transporte activo primario, no existe un acoplamiento directo con el proceso generador de energía, ya sea la hidrólisis de ATP una reacción redox o una reacción impulsada por luz. En cambio de eso, el proceso extrae la energía necesaria de un potencial electroquímico creado por bombas de iones que bombean iones hacia el interior o exterior de la célula. Estos transportadores permiten que un ion o molécula se mueva "cayendo" a favor de su potencial electroquímico, pero arrastrando consigo a otra sustancia contra su gradiente de concentración. El movimiento de un ion desde donde se encuentra más concentrado hacia donde se encuentra menos concentrado aumenta la entropía y puede ser utilizado como fuente de energía para el metabolismo (por ejemplo la ATP sintasa).

En agosto de 1960, en Praga, Robert K. Crane presentó por primera vez su descubrimiento del cotransporte de sodio-glucosa como mecanismo para la absorción intestinal de glucosa. El descubrimiento del cotransporte deCrane fue la primera propuesta jamás hecha para un flujo acoplado en biología.

Los cotransportadores pueden ser clasificados en simportadores o antiportadores dependiendo de si las sustancias se mueven en la misma o en diferentes direcciones.

Antiporte

En un mecanismo de antiporte dos especies de iones u otras clases de soluto son bombeados en direcciones opuestas a través de la membrana. A una de estas especies se le permite fluir desde una zona de alta concentración a una de baja concentración lo cual provee la energía entrópica necesaria para impulsar el transporte de otros solutos desde una región de baja concentración a otra de alta. Un ejemplo de este tipo de transportadores es el intercambiador o antiportador de sodio-calcio, que permite el ingreso de tres iones sodio al interior de la célula, bombeando simultáneamente un ion calcio hacia afuera.

Muchas células además poseen una calcio ATPasa, la cual puede operar a bajas concentraciones intracelulares de calcio y restablece las concentraciones normales en reposo de este importante segundo mensajero. Sin embargo al ATPasa exporta iones calcio mucho más lentamente: solo 30 por segundo contra 2000 por segundo que es capaz de movilizar el intercambiador. El intercambiador entra en funcionamiento cuando las concentraciones de calcio aumentan bruscamente y permite una rápida recuperación. Esto muestra que un único tipo de ion puede ser transportado por varias enzimas, las cuales no necesariamente tienen que estar activas todo el tiempo (constitutivamente); sino que pueden actuar para suplir necesidades intermitentes específicas.

Simporte
El mecanismo de simporte hace uso del movimiento a favor de gradiente de un soluto, desde una zona de alta concentración hacia una zona de baja concentración, para mover otra molécula desde una zona de baja concentración hacia una de alta concentración (contra su gradiente de concentración). Ambas moléculas son transportadas en la misma dirección.

Un ejemplo de este tipo de mecanismo es el simportador de glucosa, las proteínas de transporte de sodio y glucosa SGLT1, las cuales cotransportan una molécula de glucosa(o galactosa) hacia el interior de la célula mientras que simultáneamente transporta dos iones sodio hacia el interior de la célula. 
Este simportador se encuentra localizado en elintestino  delgado, tráquea, corazón, cerebro, testículos y próstata. También se encuentran localizados en el segmento S3 del túbulo proximal de cada nefrona en el riñón. Su mecanismo se explota en la terapia de rehidratación con glucosa y los defectos en el SGLT1 previenen la reabsorción efectiva de glucosa, causando la glucosuria familiar renal.




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