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6.11: Uso de la energía almacenada en gradientes de membrana

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    La energía capturada por los organismos se utiliza para impulsar una serie de procesos además de las reacciones de síntesis. Por ejemplo, ya hemos visto que las ATP sintasas pueden actuar como bombas (transportadores impulsados por ATP), acoplando la reacción favorable de hidrólisis de ATP al movimiento de moléculas contra sus gradientes de concentración. El gradiente resultante es una forma de energía almacenada (potencial). Esta energía puede ser utilizada para mover otras moléculas, es decir, moléculas que no son movidas directamente por un transportador impulsado por ATP. Dichos procesos involucran lo que se conoce como transporte acoplado 182. Se basan en proteínas unidas a la membrana que permiten que una molécula baje su gradiente de concentración. Sin embargo, a diferencia de los portadores y canales simples, este movimiento termodinámicamente favorable se acopla físicamente al movimiento de una segunda molécula a través de la membrana y contra su gradiente de concentración. Cuando las dos moléculas transportadas se mueven en la misma dirección, al transportador se le conoce como simpatizante, cuando se mueven en direcciones opuestas, se le conoce como antiportador. La dirección o direcciones que se mueven las moléculas estarán determinadas por los tamaños relativos de los gradientes de concentración de los dos tipos de moléculas movidas. No hay direccionalidad inherente asociada con el transportador mismo: el movimiento neto de las moléculas refleja los gradientes de concentración relativos de las moléculas a las que el transportador puede unirse productivamente. Lo importante aquí es que la energía almacenada en el gradiente de concentración de una molécula pueda ser utilizada para impulsar el movimiento de un segundo tipo de molécula contra su gradiente de concentración. En los sistemas de mamíferos, es común tener gradientes de Na +, K + y Ca 2+ a través de la membrana plasmática, y estos se utilizan para transportar moléculas dentro y fuera de las células. Por supuesto, la presencia de estos gradientes implica que existen bombas específicas de iones que acoplan una reacción energéticamente favorable, típicamente hidrólisis de ATP, a una reacción energéticamente desfavorable, el movimiento de un ion contra su gradiente de concentración. Sin estas bombas, y las reacciones químicas que las impulsan, la batería de membrana se agotaría rápidamente. Muchos de los efectos inmediatos de la muerte se deben a la pérdida de gradientes de membrana y gran parte de las necesidades energéticas de las células (y organismos) implica el funcionamiento de tales bombas.

    Colaboradores y Atribuciones


    This page titled 6.11: Uso de la energía almacenada en gradientes de membrana is shared under a not declared license and was authored, remixed, and/or curated by Michael W. Klymkowsky and Melanie M. Cooper.