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.___________________________________________________________________________________________
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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