La membrana celular

Las sustancias que ingresan a la célula a través de la electrólisis mediada por señales incluyen proteínas, hormonas y factores de crecimiento y estabilización. Los virus ingresan a las células a través de una forma de endocitosis que implica que su membrana externa se fusiona con la membrana de la célula. A diferencia del transporte pasivo, que usa la energía cinética y la entropía hacerbafles.info natural de las moléculas que se mueven hacia abajo en un gradiente, el transporte activo usa energía celular para moverlas contra un gradiente, repulsión polar u otra resistencia. Los ejemplos de transporte activo incluyen la captación de glucosa en los intestinos en los seres humanos y la captación de iones minerales en las células ciliadas de las raíces de las plantas.

Al mismo tiempo, las células tienen concentraciones más altas de potasio (K) y concentraciones más bajas de sodio (Na) que el líquido extracelular. En una célula viva, el gradiente de concentración de Na tiende a conducirlo hacia el interior de la célula, y el gradiente eléctrico de Na también tiende a conducirlo hacia adentro, hacia el interior cargado negativamente. Sin embargo, la situación es más compleja para otros elementos como el camasconpalets.com potasio. El gradiente eléctrico de K, un ion positivo, también tiende a conducirlo hacia la célula, pero el gradiente de concentración de K tiende a expulsarlo de la célula. El gradiente combinado de concentración y carga eléctrica que afecta a un ion se denomina gradiente electroquímico. Una sola sustancia tiende a moverse de un área de alta concentración a un área de baja concentración hasta que la concentración es igual en un espacio.

Por ejemplo, piense en alguien que abre una botella de amoníaco en una habitación llena de gente. El gas amoniaco se encuentra en su concentración más alta en la botella; su concentración más baja está en los bordes de la habitación. El vapor de amoníaco se difundirá o se esparcirá fuera de la botella; gradualmente, más y más personas olerán el amoníaco a medida que se esparce. Los materiales se mueven dentro del citosol de la célula por difusión y ciertos materiales se mueven a través de la membrana plasmática por difusión. Por el contrario, los gradientes de concentración son una forma de energía potencial, disipada a medida que se elimina el gradiente. La endocitosis y la exocitosis son formas de transporte a granel que mueven materiales dentro y fuera de las células, respectivamente, a través de vesículas.

El descubrimiento de Südhof explicó cómo se logra la precisión temporal y cómo se puede liberar el contenido de las vesículas a pedido. La diferencia en la velocidad de transporte entre los canales de iones y los transportadores es de al menos 10.000 veces.

Transportadores alternativos

• El transporte activo a menudo tiene lugar en el revestimiento interno del intestino delgado.
• Los ejemplos de transporte activo incluyen el transporte de sodio fuera de la célula y de potasio a la célula mediante la bomba de sodio-potasio.
• El transporte activo es el movimiento de moléculas a través de una membrana celular en dirección contraria a su gradiente de concentración, pasando de una concentración baja a una concentración alta.
• Debido a que se requiere energía en este proceso, se lo conoce como transporte «activo».

En cambio, otra molécula se mueve hacia arriba en su gradiente de concentración, lo que genera un gradiente electroquímico. A continuación, la molécula de interés se transporta por el gradiente electroquímico. Si bien este proceso aún consume ATP para generar ese gradiente, la energía no se usa directamente para mover la molécula a través de la membrana, por lo que se conoce como transporte activo secundario. Tanto los antiportadores como los simportadores se utilizan en el transporte activo secundario. Los kefir.win cotransportadores se pueden clasificar como simportadores y antiportadores dependiendo de si las sustancias se mueven en la misma dirección o en direcciones opuestas a través de la membrana celular. Los gradientes de concentración simples son concentraciones diferenciales de una sustancia a través de un espacio o una membrana, pero en los sistemas vivos, los gradientes son más complejos. El interior de las células vivas es eléctricamente negativo con respecto al líquido extracelular en el que se bañan.

En el caso de la endocitosis, la membrana celular se pliega alrededor de los materiales deseados fuera de la célula. La partícula ingerida queda atrapada dentro de una bolsa, conocida como vesícula, dentro del citoplasma. A menudo, las enzimas de los lisosomas se utilizan para digerir las moléculas absorbidas por este proceso.

El papel del transporte pasivo

Los transportadores distintos de los canales se denominan portadores y se subdividen en sistemas pasivos y activos. Los portadores también se denominan permeasas, antiportadores y simportadores y translocases.

La baja tasa de flujo asociada con los portadores es el premio que paga el sistema de transporte de membrana a cambio de la especificidad del sustrato. El transporte facilitado está estrechamente ligado al potencial químico de los metabolitos o un grupo de metabolitos. También están acoplados a la carga de energía de la celda en el caso de las bombas. El transporte activo está acoplado a la hidrólisis de ATP o a gradientes iónicos. Este último utiliza un mecanismo llamado acoplamiento de flujo en el que la energía que requiere el transporte del sustrato se acopla al flujo exergónico de un ión (Na; K; H) o a cambio de otro metabolito. Estos sistemas funcionan como simportadores (flujo codireccional) o antiportadores (contraflujo).

La naturaleza de las membranas biológicas, especialmente la de sus lípidos, es anfifílica, ya que forman bicapas que contienen una capa hidrófoba interna y una capa hidrófila externa. Esta estructura hace posible el transporte por difusión simple o pasiva, que consiste en la difusión de sustancias a través de la membrana sin gastar energía metabólica y sin la ayuda de proteínas transportadoras. Si la sustancia transportada tiene una carga eléctrica neta, se moverá no solo en respuesta a un gradiente de concentración, sino también a un gradiente electroquímico debido al potencial de membrana. Thomas Südhof estaba interesado en cómo las células nerviosas se comunican entre sí en el cerebro.

Las moléculas de señalización, los neurotransmisores, se liberan de las vesículas que se fusionan con la membrana externa de las células nerviosas utilizando la maquinaria descubierta por Rothman y Schekman. Pero a estas vesículas solo se les permite liberar su contenido cuando la célula nerviosa envía señales a sus vecinas. Se sabía que los iones de calcio estaban involucrados en este proceso y en la década de 1990, Südhof buscó proteínas sensibles al calcio en las células nerviosas. Identificó la maquinaria molecular que responde a un influjo de iones de calcio y dirige las proteínas vecinas rápidamente para unir las vesículas a la membrana externa de la célula nerviosa.