Las células eucariotas poseen una membrana externa que protege el contenido de una célula. sin embargo, la membrana externa es semipermeable y permite que ciertos materiales ingresen en ella. Dentro de las células eucariotas , las subestructuras más pequeñas llamadas orgánulos poseen sus propias membranas. los orgánulos cumplen varias funciones diferentes en las células, incluyendo el movimiento de moléculas a través de la membrana celular o a través de las membranas del orgánulo.
características de la membrana celular
La membrana de una célula eucariota a menudo se conoce como una membrana plasmática . La membrana plasmática está compuesta por una bicapa de fosfolípidos y es permeable a algunas moléculas, pero no a todas.
los componentes de la bicapa de fosfolípidos incluyen una combinación de glicerol y ácidos grasos con un grupo fosfato. estos producen los glicerofosfolípidos que generalmente forman la bicapa de la mayoría de las membranas celulares.
la bicapa fosfolipídica posee cualidades hidrófilas (amantes del agua) en su exterior y cualidades hidrófobas (hidrófobas) en su interior. las partes hidrófilas se enfrentan al exterior de la célula y también al interior de la misma, y son interactivas y atraídas por el agua en estos entornos.
a lo largo de la membrana celular, los poros y las proteínas ayudan a determinar qué entra o sale de la célula. De los diferentes tipos de proteínas que se encuentran en la membrana celular, algunas se extienden solo a una parte de la bicapa de fosfolípidos. Estas son llamadas proteínas extrínsecas. Las proteínas que cruzan toda la bicapa se denominan proteínas intrínsecas o proteínas transmembrana .
Las proteínas constituyen aproximadamente la mitad de la masa de las membranas celulares. Mientras que algunas proteínas pueden moverse fácilmente en la bicapa, otras están bloqueadas en su lugar y necesitan ayuda si deben moverse.
datos de biología del transporte
las células necesitan una forma de obtener las moléculas necesarias en ellas. También necesitan una forma de liberar de nuevo ciertos materiales. Por supuesto, los materiales liberados pueden incluir desechos, pero a menudo ciertas proteínas funcionales también deben secretarse fuera de las células. La membrana bicapa fosfolipídica mantiene un flujo de moléculas hacia la célula, mediante ósmosis, transporte pasivo o transporte activo.
Las proteínas extrínsecas e intrínsecas trabajan para ayudar con esta biología del transporte . estas proteínas pueden poseer poros para permitir la difusión, pueden funcionar como receptores o enzimas para procesos biológicos, o pueden funcionar en respuestas inmunes y señalización celular. Existen diferentes tipos de transporte pasivo, así como el transporte activo, que juegan un papel en el movimiento de las moléculas a través de las membranas.
tipos de transporte pasivo
En biología del transporte, el transporte pasivo se refiere al transporte de moléculas a través de la membrana celular que no requiere asistencia o energía. estas son típicamente pequeñas moléculas que simplemente pueden fluir dentro y fuera de la célula, relativamente libremente. Pueden incluir agua, iones y similares.
Un ejemplo de transporte pasivo es la difusión . la difusión se produce cuando ciertos materiales entran en la membrana celular a través de los poros. Las moléculas esenciales como el oxígeno y el dióxido de carbono son buenos ejemplos. por lo general, la difusión requiere un gradiente de concentración, lo que significa que la concentración fuera de la membrana celular debe ser diferente de la interna.
El transporte facilitado requiere asistencia a través de proteínas portadoras. Las proteínas portadoras se unen a los materiales necesarios para el transporte en los sitios de unión. esta unión hace que la proteína cambie de forma. Una vez que los elementos son ayudados a través de la membrana, la proteína los libera.
Otro tipo de transporte pasivo es mediante ósmosis simple . Esto es común con el agua. las moléculas de agua golpean una membrana celular, creando presión y acumulando "potencial de agua". el agua se moverá de un potencial de agua alto a bajo para ingresar a la célula.
transporte activo de membrana
ocasionalmente, ciertas sustancias no pueden atravesar una membrana celular simplemente por difusión o transporte pasivo. moverse de concentración baja a alta, por ejemplo, requiere energía. Para que esto suceda, el transporte activo se produce con la ayuda de proteínas transportadoras. las proteínas portadoras mantienen los sitios de unión a los que se unen las sustancias necesarias para que puedan moverse a través de la membrana.
Las moléculas más grandes, como los azúcares, algunos iones, otros materiales altamente cargados, los aminoácidos y los almidones no pueden desplazarse a través de las membranas sin ayuda. las proteínas transportadoras o transportadoras están diseñadas para necesidades específicas según el tipo de molécula que necesita moverse a través de una membrana. Las proteínas receptoras también funcionan de forma selectiva para unir moléculas y guiarlas a través de las membranas.
orgánulos implicados en el transporte de membrana
Los poros y las proteínas no son las únicas ayudas para el transporte de membrana. Los orgánulos también cumplen esta función de varias maneras. Los orgánulos son subestructuras más pequeñas dentro de las células.
Los orgánulos tienen diversas formas y realizan diferentes funciones. estos orgánulos forman lo que se llama el sistema endomembrana, y poseen formas únicas de transporte de proteínas.
En la citosis, grandes cantidades de materiales pueden atravesar una membrana a través de vesículas . estos son trozos de membrana celular que pueden mover elementos dentro o fuera de la célula (endocitosis o exocitosis, respectivamente). Las proteínas son empaquetadas por el retículo endoplásmico en vesículas para ser liberadas fuera de la célula. Dos ejemplos de proteínas vesiculares incluyen la insulina y la eritropoyetina.
El retículo endoplásmico (er) es un orgánulo responsable de producir ambas membranas y sus proteínas. También ayuda al transporte molecular a través de su propia membrana. El er es responsable de la translocación de proteínas, que es el movimiento de proteínas a través de la célula. Algunas proteínas pueden atravesar completamente la membrana er si son solubles. Las proteínas secretoras son uno de esos ejemplos.
para las proteínas de membrana, sin embargo, su naturaleza de ser parte de la bicapa de la membrana requiere un poco de ayuda para moverse. La membrana er puede usar señales o segmentos transmembrana como una forma de trasladar estas proteínas. Este es uno de los tipos de transporte pasivo que proporciona una dirección a la que las proteínas viajan.
en el caso del complejo de proteínas conocido como sec61, que funciona principalmente como un canal de poros, debe asociarse con un ribosoma con el propósito de la translocación.
El aparato de Golgi es otro orgánulo crucial. Da proteínas finales, adiciones específicas que les dan complejidad, como los carbohidratos agregados. Utiliza vesículas para transportar moléculas. El transporte vesicular puede ocurrir en parte debido a las proteínas de recubrimiento, y estas proteínas ayudan en el movimiento de la vesícula entre el er y el aparato de Golgi. Un ejemplo de una proteína de la capa es la clatrina.
En la membrana interna de los orgánulos llamados mitocondrias , deben usarse numerosas proteínas para ayudar con la generación de energía para la célula. La membrana externa, por el contrario, es porosa para que pasen las moléculas pequeñas.
Los peroxisomas son un tipo de orgánulo que descompone los ácidos grasos. como su nombre lo indica, también desempeñan un papel en la eliminación del peróxido de hidrógeno dañino de las células. Los peroxisomas también pueden transportar proteínas grandes y plegadas.
Los investigadores descubrieron recientemente los inmensos poros que permiten a los peroxisomas hacer esto. En general, las proteínas no se transportan en sus estados tridimensionales completos, grandes. la mayoría de las veces simplemente son demasiado grandes para pasar a través de un poro. pero los peroxisomas están a la altura de la tarea en el caso de estos poros gigantes. Las proteínas deben llevar una señal particular para que un peroxisoma las transporte.
Los diversos métodos de los tipos de transporte pasivo hacen de la biología del transporte un tema fascinante para estudiar. adquirir conocimiento sobre cómo se pueden mover los materiales a través de las membranas celulares puede ayudar a comprender los procesos celulares.
Debido a que muchas enfermedades involucran proteínas malformadas, mal plegadas o disfuncionales, queda claro cuán relevante puede ser el transporte de membrana. La biología del transporte también brinda oportunidades ilimitadas para descubrir formas de tratar las deficiencias y las enfermedades, y quizás para crear nuevos medicamentos para el tratamiento.