2.14: Difusión Facilitada
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¿Cuál es una de las preguntas que a nadie le gusta que le hagan? A veces la célula necesita ayuda para mover las cosas también, o facilitar el proceso de difusión. Y este sería el trabajo de un tipo especial de proteína.
Difusión Facilitada
¿Qué sucede si una sustancia necesita ayuda para moverse a través o a través de la membrana plasmática? La difusión facilitada es la difusión de solutos a través de proteínas de transporte en la membrana plasmática. La difusión facilitada es un tipo de transporte pasivo. Aunque la difusión facilitada implica proteínas de transporte, sigue siendo un transporte pasivo porque el soluto se mueve hacia abajo en el gradiente de concentración.
Las moléculas pequeñas no polares pueden difundirse fácilmente a través de la membrana celular. Sin embargo, debido a la naturaleza hidrófoba de los lípidos que componen las membranas celulares, las moléculas polares (como el agua) y los iones no pueden hacerlo. En cambio, difunden a través de la membrana a través de proteínas de transporte. Una proteína de transporte abarca completamente la membrana y permite que ciertas moléculas o iones se difundan a través de la membrana. Las proteínas de canal, las proteínas de canal cerrado y las proteínas transportadoras son tres tipos de proteínas de transporte que participan en la difusión facilitada.
Una proteína de canal, un tipo de proteína de transporte, actúa como un poro en la membrana que deja pasar rápidamente moléculas de agua o pequeños iones. Las proteínas del canal de agua (acuaporinas) permiten que el agua se difunde a través de la membrana a un ritmo muy rápido. Las proteínas de los canales iónicos permiten que los iones se difundan por la membrana.
Una proteína de canal cerrado es una proteína de transporte que abre una “puerta”, permitiendo que una molécula pase a través de la membrana. Los canales cerrados tienen un sitio de unión que es específico para una molécula o ion dado. Un estímulo hace que la “puerta” se abra o se cierre. El estímulo puede ser señales químicas o eléctricas, temperatura o fuerza mecánica, dependiendo del tipo de canal cerrado. Por ejemplo, los canales de sodio de una célula nerviosa son estimulados por una señal química que hace que se abran y permitan que los iones de sodio entren en la célula. Las moléculas de glucosa son demasiado grandes para difundirse fácilmente a través de la membrana plasmática, por lo que se mueven a través de la membrana a través de canales cerrados De esta manera la glucosa se difunde muy rápidamente a través de una membrana celular, lo cual es importante porque muchas células dependen de la glucosa para obtener energía.
Una proteína portadora es una proteína de transporte que es específica para un ion, molécula o grupo de sustancias. Las proteínas transportadoras “transportan” el ión o molécula a través de la membrana cambiando de forma después de la unión del ión o molécula. Las proteínas transportadoras están involucradas en el transporte pasivo y activo. Un modelo de una proteína de canal y proteínas transportadoras se muestra en la Figura a continuación.
Difusión facilitada a través de la membrana celular. Se muestran proteínas de canal y proteínas transportadoras (pero no una proteína de canal gated). Las moléculas de agua y los iones se mueven por las proteínas del canal Otros iones o moléculas también son transportados a través de la membrana celular por proteínas portadoras. El ion o molécula se une al sitio activo de una proteína portadora. La proteína portadora cambia de forma y libera el ión o molécula en el otro lado de la membrana. La proteína portadora vuelve entonces a su forma original.
Una animación que representa la difusión facilitada se puede ver en http://www.youtube.com/watch?v=OV4PgZDRTQw (1:36).
Canales de iones
Los iones como sodio (Na +), potasio (K +), calcio (Ca 2+) y cloruro (Cl -), son importantes para muchas funciones celulares. Debido a que están cargados (polares), estos iones no se difunden a través de la membrana. En cambio, se mueven a través de proteínas de canales iónicos donde están protegidas del interior hidrófobo de la membrana. Los canales iónicos permiten la formación de un gradiente de concentración entre el fluido extracelular y el citosol. Los canales iónicos son muy específicos, ya que permiten solo ciertos iones a través de la membrana celular. Algunos canales iónicos siempre están abiertos, otros están “cerrados” y se pueden abrir o cerrar. Los canales iónicos cerrados pueden abrirse o cerrarse en respuesta a diferentes tipos de estímulos, como señales eléctricas o químicas.
Resumen
- La difusión facilitada es la difusión de solutos a través de proteínas de transporte en la membrana plasmática. Las proteínas de canal, las proteínas de canal cerrado y las proteínas transportadoras son tres tipos de proteínas de transporte que participan en la difusión facilitada.
Explora más
Explorar más I
Utilice este recurso para responder a las preguntas que siguen.
- Difusión facilitada enwww.physiologyweb.com/lecture_notes/membrane_transport/facilitated_diffusion.html.
- Definir la difusión facilitadora.
- Describir el modelo de acceso alterno.
- ¿Qué se entiende por el estado ocluido?
- ¿Qué ocurre después del estado ocluido?
Explora más II
- Me mbrane Canales en http://phet.colorado.edu/en/simulation/membrane-channels.
Revisar
- ¿Qué es la difusión facilitada?
- ¿Qué es una proteína de transporte? Dar tres ejemplos.
- Supongamos que una molécula debe cruzar la membrana plasmática hacia una célula. La molécula es muy grande. ¿Cómo se transportará a la celda?
- ¿Explicar cómo funcionan las proteínas transportadoras?
- Explicar el papel de los canales iónicos. ¿Por qué son necesarios los canales iónicos?