ppt 5 transporte de moleculas
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parcial 2 bio
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¿Qué tipo de moléculas tienen dificultades para pasar a través de la bicapa lipídica?
Moléculas polares
¿Por qué las moléculas polares tienen dificultades para atravesar la bicapa lipídica?
Debido al contenido hidrofóbico de la bicapa
Si una célula necesita transportar una molécula polar a través de su membrana, ¿qué mecanismo se utiliza para superar la barrera hidrofóbica?
La célula utiliza proteínas transmembrana especializadas para el transporte de moléculas polares específicas
¿Qué tipo de proteínas especializadas se utilizan para transportar moléculas polares pequeñas e iones inorgánicos a través de las membranas celulares?
Proteínas transmembrana especializadas
¿Qué porcentaje de genes en los organismos codifican para proteínas transportadoras?
Entre un 15 y un 30%
¿Cuáles son los dos tipos principales de proteínas que median el transporte de moléculas pequeñas a través de la membrana?
Proteínas transportadoras (transporters, carrier) y proteínas de canal (channel proteins)
¿Qué tipo de proteína transportadora utiliza partes móviles para transportar moléculas específicas a través de la membrana?
Proteínas transportadoras (transporters, carrier)
¿Qué tipo de proteína de canal forma un poro hidrofílico que permite el movimiento pasivo de iones inorgánicos?
Proteínas de canal (channel proteins)
¿Qué propiedad de las proteínas transportadoras les permite transportar moléculas específicas a través de la membrana?
Tienen partes móviles
¿Cuál es la función principal de las proteínas de canal en el transporte de moléculas a través de la membrana?
Forman un poro hidrofílico para el movimiento pasivo de iones inorgánicos
¿Qué tipo de transporte es catalizado por las proteínas transportadoras que se acoplan a una fuente de energía?
Transporte activo
¿Cómo las membranas celulares almacenan energía potencial?
Mediante la generación de diferencias en la concentración de iones a través de la bicapa lipídica, creando gradientes electroquímicos
Menciona tres procesos para los cuales se utiliza la energía potencial almacenada en los gradientes electroquímicos a través de las membranas celulares
Varios procesos de transporte, la transmisión de señales eléctricas en células excitables, y la síntesis de ATP
¿Cuál es la concentración intracelular típica de iones Na
+
en una célula de mamífero?
5-15 mM
¿Cuál es la concentración extracelular típica de iones Na
+
en una célula de mamífero?
145 mM
¿Cuál es la concentración intracelular típica de iones K
+
en una célula de mamífero?
140 mM
¿Cuál es la concentración extracelular típica de iones K
+
en una célula de mamífero?
5 mM
¿Cuál es la concentración intracelular típica de iones Ca
2+
libres en una célula de mamífero?
10
−4
mM
¿Cuál es la concentración extracelular típica de iones Ca
2+
libres en una célula de mamífero?
1-2 mM
¿Cuál es la concentración extracelular típica de iones Cl
−
en una célula de mamífero?
110 mM
¿Qué iones tienen una mayor concentración en el citosol en comparación con el espacio extracelular en una célula de mamífero?
K
+
y H
+
¿Qué iones tienen una mayor concentración en el espacio extracelular en comparación con el citosol en una célula de mamífero?
Na
+
, Ca
2+
, Cl
−
y Mg
2+
¿Cuál es el pH típico del citosol de una célula de mamífero?
pH 7.2
¿Cuál es el pH típico del exterior de una célula de mamífero?
pH 7.4
¿Por qué las bicapas lipídicas sin proteínas son altamente impermeables a los iones?
La carga y el alto grado de hidratación de los iones impiden su entrada en la fase hidrocarbonada de la bicapa
¿Qué factor influye principalmente en la velocidad de difusión de una molécula a través de la bicapa lipídica?
Su solubilidad en aceite
¿Qué tipo de moléculas se difunden más rápidamente a través de la bicapa lipídica?
Moléculas pequeñas no polares como el O
2
y el CO
2
¿Qué tipo de moléculas pequeñas sin carga también pueden difundirse a través de la bicapa lipídica, aunque mucho más lentamente que las moléculas no polares?
La urea y el agua
¿Qué clase de moléculas son altamente impermeables a la bicapa lipídica, independientemente de su tamaño?
Moléculas con carga, como los iones
Si comparamos la difusión de la urea y el CO
2
a través de una bicapa lipídica, ¿cuál de las dos moléculas se difundirá más rápido y por qué?
El CO
2
se difundirá más rápido porque es una molécula no polar y altamente soluble en la fase hidrofóbica de la bicapa, mientras que la urea es polar y sin carga, lo que ralentiza su difusión
¿Qué tipo de proteínas de transporte son responsables de transferir solutos como iones, azúcares, aminoácidos y nucleótidos a través de las membranas celulares?
Proteínas de transporte especiales
¿Cómo se demostró la especificidad de las proteínas de transporte?
A través de estudios de mutaciones genéticas que inhibieron el transporte de azúcares específicos en bacterias y el descubrimiento de enfermedades genéticas en humanos que afectan el transporte de solutos, como la cistinuria
¿Qué es la cistinuria?
Una enfermedad genética que causa la incapacidad de transportar ciertos aminoácidos, incluyendo la cistina, de la orina a la sangre, lo que lleva a la formación de cálculos renales
¿Qué característica estructural comparten todas las proteínas de transporte estudiadas?
Son proteínas transmembrana multipaso, lo que significa que su cadena polipeptídica atraviesa la membrana varias veces
¿Qué función cumple la estructura multipaso de las proteínas de transporte?
Permite que los solutos hidrofílicos atraviesen la membrana sin entrar en contacto directo con la porción hidrofóbica de la bicapa lipídica
¿Qué tipo de proteína de transporte sufre cambios conformacionales para mover un soluto a través de la membrana?
Las proteínas transportadoras (transporter, carrier, permeases)
¿Qué tipo de proteína de transporte interactúa más débilmente con el soluto y forma poros acuosos?
Las proteínas de canal (channel)
¿A qué velocidad se transportan los solutos a través de las proteínas de canal en comparación con las proteínas transportadoras?
A una velocidad mucho más rápida
Un investigador está estudiando una proteína de transporte que alterna entre dos conformaciones, exponiendo su sitio de unión al soluto primero en un lado de la membrana y luego en el otro ¿Qué tipo de proteína de transporte es?
Una proteína transportadora (carrier protein)
Un investigador observa una proteína que forma un poro lleno de agua a través de la bicapa, permitiendo el paso de iones específicos ¿Qué tipo de proteína de transporte es?
Una proteína de canal (channel protein)
¿Qué es el transporte pasivo o difusión facilitada?
Es el movimiento de solutos a través de la membrana a favor de su gradiente electroquímico (downhill), mediado por proteínas de canal y proteínas acarreadoras
En el transporte pasivo de una molécula sin carga, ¿qué factor determina la dirección del transporte?
La diferencia en su concentración a ambos lados de la membrana (gradiente de concentración)
Cuando un soluto con carga neta se transporta a través de una membrana, ¿qué dos factores influyen en su transporte?
El gradiente de concentración y la diferencia de potencial eléctrico (gradiente de voltaje) a través de la membrana
¿Qué es el gradiente electroquímico?
La combinación del gradiente de concentración y el gradiente eléctrico, que juntos calculan la fuerza neta de transporte para un soluto cargado
¿Cuál es la carga eléctrica típica del interior de la membrana plasmática en comparación con el exterior?
El interior es usualmente negativo con respecto al exterior
¿Qué tipo de transporte mueve solutos en contra de su gradiente electroquímico (uphill)?
Transporte activo
¿Qué proteínas median el transporte activo?
Proteínas acarreadoras, también llamadas bombas
¿Qué fuente de energía se utiliza para el transporte activo mediado por bombas?
La hidrólisis de ATP o un gradiente de iones
¿El transporte mediado por las proteínas de canal es siempre pasivo o activo?
Siempre es pasivo
Si un soluto cargado positivamente se encuentra fuera de una célula, ¿qué factor favorece su entrada?
La diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana, que es negativa en el interior
Si el transporte de un soluto a través de una membrana celular sigue una cinética que se satura a una Vmax, ¿qué tipo de transporte se está observando?
Transporte mediado por transportadores (carrier-mediated transport)
¿A qué se asemeja el proceso de transferencia de una molécula de soluto por una proteína acarreadora?
A una reacción enzima-sustrato
¿Qué ocurre con el soluto una vez que es transferido por la proteína acarreadora?
No es modificado covalentemente, sino que es entregado sin cambios al otro lado de la membrana
¿Cómo las proteínas acarreadoras transfieren el soluto a través de la bicapa lipídica?
Sufren cambios conformacionales reversibles que exponen alternativamente los sitios de enlace en un lado y luego en el otro de la membrana
¿Qué sucede con la velocidad de transporte de una proteína acarreadora cuando está saturada?
La velocidad de transporte es máxima (Vmax)
¿Qué representa la Vmax para una proteína transportadora?
La velocidad a la que la transportadora intercambia entre sus dos estados conformacionales
¿Qué es la Km en el contexto del transporte mediado por transportadores?
La concentración de soluto a la que el transporte alcanza la mitad de su valor máximo (1/2 Vmax), y es análoga a la Km de una enzima para su sustrato
¿Cómo puede ser bloqueado el transporte de solutos mediado por transportadores?
Por inhibidores competitivos o no competitivos
¿Qué son las proteínas acarreadoras acopladas?
Proteínas que acoplan el transporte de un soluto en contra de su gradiente electroquímico con el transporte de otro soluto a favor de su gradiente electroquímico
¿Cuáles son las tres formas principales en que una célula puede realizar el transporte activo?
Mediante proteínas acarreadoras acopladas, bombas de ATP y bombas que utilizan la energía lumínica
¿Qué es un uniporter (unipuerto)?
Una proteína transportadora que transfiere un solo soluto de un lado de la membrana al otro
¿Qué son las acarreadoras acopladas?
Proteínas en las que el transporte de un soluto depende del transporte de un segundo soluto
¿Qué es una simpuerto (symporter, co-transporter)?
Una proteína acarreadora acoplada que transporta simultáneamente dos solutos en la misma dirección
¿Qué es una antipuerto (antiporter, exchanger)?
Una proteína acarreadora acoplada que transporta dos solutos en direcciones opuestas
¿Cómo las proteínas acarreadoras acopladas obtienen la energía para el transporte activo?
Utilizan la energía almacenada en el gradiente electroquímico de un soluto, típicamente un ion, para bombear otro soluto en contra de su gradiente
En las células animales, ¿qué ión se utiliza comúnmente en el cotransporte para impulsar el transporte activo de una segunda molécula?
El sodio (Na
+
)
¿Qué tipo de transportadores median el transporte activo secundario?
Los transportadores impulsados por iones (ion-driven carriers)
¿Qué tipo de transportadores median el transporte activo primario?
Los transportadores impulsados por ATP (ATP-driven carriers)
¿Cómo contribuyen las proteínas transportadoras de Na+ en la membrana plasmática a la regulación del pH citosólico?
Mediante la acción de antipuertos de Na+ que bombean el exceso de protones fuera de la célula para mantener el pH cerca de 7,2
¿Qué antipuerto se utiliza para expulsar protones de la célula?
El intercambiador de Na
+
−H
+
¿Qué antipuerto acopla la entrada de Na
+y HCO 3 con la salida de Cl−y H+?
El intercambiador de Na +
-impulsado por Cl − yHCO3
¿Qué transportadores se localizan en el dominio apical de las células epiteliales para absorber nutrientes?
Simpuertos asociados a Na
+
(Na+-linked symporters)
¿Cómo los nutrientes salen de la célula epitelial en el transporte transcelular?
Por transporte pasivo mediado por proteínas transportadoras independientes de sodio localizadas en los dominios basal y lateral
¿Qué bomba es responsable de mantener el gradiente de sodio que impulsa el simpuerto de glucosa en el dominio apical de las células epiteliales?
La bomba de Na +
-K +
en los dominios basal y lateral de la membrana plasmática
¿Cuáles son los tres tipos de bombas de ATP (ATP-driven pumps)?
Tipo P, Tipo F, y ABC transporters
¿Qué tipo de bomba de ATP se fosforila durante su ciclo de bombeo?
Las bombas de Tipo P
¿Qué tipo de bombas de ATP son estructural y funcionalmente similares a turbinas?
Las bombas de Tipo F
¿Qué tipo de bombas de ATP se encuentran en la membrana celular de bacterias, la membrana interna de la mitocondria y la membrana de los tilacoides en los cloroplastos?
Las bombas de Tipo F
¿Qué nombre reciben las bombas de Tipo F cuando trabajan en reversa para sintetizar ATP?
ATP sintetasas
¿Qué tipo de bombas, estructuralmente relacionadas con las de Tipo F, bombean protones para acidificar organelos como lisosomas y vacuolas?
Las bombas de Tipo V
¿Qué tipo de bombas de ATP transportan principalmente moléculas pequeñas en lugar de iones?
ABC transporters
¿Cuántos iones Na +
son bombeados hacia afuera y cuántos iones K
+son bombeados hacia adentro por la bomba de Na
+-K
+por cada molécula de ATP hidrolizada?
Tres iones Na
+son bombeados hacia afuera y dos iones K
+son bombeados hacia adentro
¿Cómo el ouabaína inhibe la bomba de Na +,-K +
?
Compitiendo con el K+ por el mismo sitio de unión en el lado extracelular de la bomba
Describe el ciclo de bombeo de la bomba de Na
+
-K
+
(1) El enlace de Na
+
y la fosforilación por ATP inducen un cambio conformacional que (2) transfiere el Na
+
a través de la membrana (3) El enlace de K
+
en la superficie extracelular y la desfosforilación devuelven la proteína a su conformación original, transfiriendo el K
+
al citosol
¿Qué papel crucial tiene la bomba de Na
+
-K
+
en la regulación del volumen celular?
Controla la concentración de soluto dentro de la célula, regulando así la osmolaridad que puede hacer que la célula se hinche o se encoja
¿Cuál es la principal diferencia entre las proteínas de canal y las proteínas acarreadoras?
Las proteínas de canal forman canales hidrofílicos, mientras que las acarreadoras sufren cambios conformacionales
¿Qué son los 'gap junctions'?
Canales entre dos células adyacentes que conectan directamente sus citoplasmas
¿Cómo se diferencian la mayoría de los canales iónicos en la membrana plasmática de los poros de los 'gap junctions' o las porinas?
Tienen poros estrechos y altamente selectivos que se abren y cierran rápidamente
¿Qué tipo de iones son transportados por los canales iónicos en la membrana plasmática?
Na
+
, K
+
, Ca
2+
o Cl
−
¿Cuál es la velocidad de transporte de los canales iónicos en comparación con las proteínas acarreadoras?
10 - 5
veces más rápido que cualquier proteína acarreadora
¿El transporte a través de los canales iónicos es activo o pasivo?
Siempre es pasivo (downhill)
Menciona dos propiedades importantes de los canales iónicos selectivos
Muestran selectividad por los iones que pasan y fluctúan entre un estado abierto y cerrado (gated)
¿Qué es el "filtro de selectividad" en un canal iónico?
La parte más estrecha del canal que fuerza a los iones a despojarse de las moléculas de agua para poder pasar, limitando así la velocidad del transporte y determinando la selectividad del ion
¿Qué es el 'gating' en los canales iónicos?
La propiedad de los canales iónicos de abrirse y cerrarse rápidamente en respuesta a un estímulo
¿Cuáles son los tres tipos de estímulos que pueden abrir los canales iónicos?
Cambio de voltaje (voltage-gated), estrés mecánico (mechanically-gated) y el enlace de un ligando (ligand-gated)
¿Cómo se regula la actividad de los canales iónicos?
Por fosforilación o desfosforilación de la proteína
¿Qué sucede con la mayoría de los canales iónicos después de una prolongada estimulación?
Entran en un estado cerrado de insensibilidad o inactivación hasta que el estímulo es eliminado
¿Cuál es el rol de los canales de potasio (K leak channels) en una célula en reposo?
Hacen que la membrana plasmática sea más permeable al K+ que a otros iones y son fundamentales para mantener el potencial de membrana de la membrana plasmática
¿Qué dos factores determinan el potencial de membrana en las células animales?
Los canales de escape de K+ (K+-leak channels) y el gradiente de K+ a través de la membrana
¿Qué fuerza eléctrica atrae el K+ dentro de las células para mantener el equilibrio en los K-leak channels?
El exceso de cargas negativas dentro de la célula