transporte de iones
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TRANSPORTE DE IONES Y MOLECULAS PEQUEÑAS A
TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES
ELOISA CORAL
GINA DELGADO
LAYLA HAMAD
INTI MEDINA
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La membrana plasmática es una barrera permeable selectiva entre la célula y el ambiente extracelular.
Los movimientos de casi todas las moléculas e iones a través de las membranas celulares son mediados por proteínas transportadoras de la membrana.
La bicapa fosfolipidica es la unidad estructural básica de las biomembranas.
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ALGUNAS MOLECULAS ATRAVIESAN LA MEMBRANA
POR DIFUSION PASIVA
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La velocidad relativa de difusión de cualquier sustancia a través de una bicapa fosfolipidica es proporcional a:
- Gradiente de concentración- Hidrofobicidad - Tamaño
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LAS PROTEINAS DE MEMBRANA MEDIAN EL TRANSPORTE DE LA MAYORIA DE LAS
MOLECULAS Y DE TODOS LOS IONES A TRAVES DE LAS BIOMEMBRANAS
Entre ellas encontramos:
- Bombas impulsadas por ATP- Proteínas canal- Los transportadores (uniportador, simportador,
antiportador)
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BOMBAS IMPULSADAS POR ATP
Son ATPasas que utilizan energía de la hidrólisis de ATP para movilizar iones o moléculas pequeñas.
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PROTEINAS CANAL
Transportan agua o tipos específicos de iones y moléculas hidrófilas.
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LOS TRANSPORTADORES
Movilizan diversos iones y moléculas a través de las membranas celulares.
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CARACTERISTICAS QUE DISTINGUEN EL TRANSPORTE UNIPORTE DE LA DIFUSION PASIVA
1. Velocidad de difusión
2. Coeficiente de partición “k” irrelevante
3. El transporte ocurre a través de un numero limitado de moléculas uniportadoras
4. El transporte es especifico
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EL UNIPORTADOR GLUT1 TRANSPORTA GLUCOSA HACIA EL INTERIOR DE LAS
CELULAS DE MAMIFEROS
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La siguiente ecuación donde:
- v : velocidad inicial de transporte para s al interior de la célula
- C : concentración de S afuera- Vmax : velocidad de transporte cuando GLUT1 tiene
una S fijada- Km : concentración de sustrato a la cual el transporte
es la mitad del máximo.
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EL GENOMA HUMANO CODIFICA UNA FAMILIA DE PROTEINAS GLUT
TRANSPORTADORAS DE AZUCAR
GLUT 2 expresada en el hígado GLUT 4 expresada en células grasas y
musculares GLUT 5 transporta fructosa
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LAS PROTEINAS TRANSPORTADORAS PUEDEN ESTAR ENRIQUECIDAS DENTRO DE CELULAS Y MEMBRANAS ARTIFICIALES
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BOMBAS IMPULSADAS POR ATP Y EL AMBIENTE IONICO
INTRACELULAR
Transportan iones y moléculas en contra de su gradiente de concentración.
Son proteínas transmembrana con sitios de fijación para ATP.
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DISTINTAS CLASES DE BOMBAS EXHIBEN PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES CARACTERISITICAS
Entre ellas encontramos 4 tipos de bombas principales:
- Clase P- Clase V- Clase F- Superfamilia ABC
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BOMBA CLASE P Ubicación :- Bomba de H+ ( plantas, hongos)- Bomba de NA+/K+ (eucariotas )- Bomba de H+/K+ (estomago mamíferos)- Bomba de Ca²+ (retículo sarcoplasmatico)
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BOMBA CLASE V Ubicación:- Membranas vacuolares- Membrana lisosomica- Membrana de osteoclastos y células tubulares de
riñón
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BOMBA CLASE F Ubicación:- Membrana plasmática bacteriana- Membrana mitocondrial interna- Membrana tilacoidal de cloroplastos
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SUPERFAMILIA ABC Ubicación: - Membrana plasmática bacteriana- Membrana plasmática mamíferos
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LAS BOMBAS IONICAS IMPULSADAS POR ATP GENERAN LOS GRADIENTES IONICOS A TRAVES DE LAS MEMBRANAS CELULARES Y LOS MANTIENEN
Las bombas son las encargadas de establecer y mantener los gradientes iónicos habituales a través de las membranas plasmática e intracelular.
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LA Ca²+ATPasa DE LOS MUSCULOS BOMBEA IONES DESDE EL CITOSOL HACIA EL INTERIOR DEL R. SARCOPLASMATICO
La liberación de iones de Ca²+ al citosol provoca la contracción
Si una Ca²+ATPasa bombea iones de Ca²+ desde el citosol al retículo sarcóplasmatico induce la relajación.
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LA ACTIVACION MEDIADA POR CALMODULINA DE LA Ca²+ATPasa DE LA MEMBRANA PLASMATICA CONDUCE A LA SALIDA RAPIDA DE Ca²+
La concentración de iones de Ca²+ libres en el citosol debe mantenerse por debajo de 0,1- 0,2 µM.
La actividad de las Ca²+ATPasas de la membrana plasmática esta regulada por la calmodulina.
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LA Na+/K+ ATPasa MANTIENE LAS CONCENTRACIONES INTRACELULARES DE Na+ Y K+ EN CELULAS ANIMALES
Es una bomba clase P, presente en la membrana plasmática de todas las células animales
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LAS H+ ATPasas DE CLASE V BOMBEAN PROTONES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS LISOSOMICAS Y VACUOLARES
Presentes en las membranas plasmáticas de endosomas, lisosomas y vacuolas
Estas bombas contienen un dominio hidrófilo V₁ y un dominio transmembrana V₀
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LAS PERMEASAS BACTERIANAS SON PROTEINAS ABC QUE INTRODUCEN DIVERSOS NUTRIENTES DESDE EL MEDIO AMBIENTE
La membrana plasmática de muchas bacterias contiene numerosas permeasas pertenecientes a las ABC.
Utilizan energía liberada por hidrólisis de ATP para transportar aminoácidos, azucares o vitaminas.
En bacterias gramnegativas como la E.coli la membrana externa tiene porinas.
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SE CONOCEN ALREDEDOR DE 50 BOMBAS ABC DE MOLECULAS PEQUEÑAS EN LOS MAMIFEROS
Proteína transportadora de resistencia a múltiples fármacos (MDR)
Fármacos : colchicina y vinblastina
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LAS PROTEINAS ABC QUE TRANSPORTAN SUSTRATOS SOLUBLES EN LIPIDOS PODRIAN OPERAR POR UN MECANISMO DE FLIPASAS
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ENFERMEDADES ASOCIADAS A PROTEINAS ABC DEFECTUOSAS Adrenoleucodistrofia : proteina ABCD1 defectuosa
localizada en los peroxisomas, regula la entrada de ácidos grasos de cadenas largas.
Enfermedad de Tangiers : deficiencia de la proteína ABCA1 que transporta fosfolipidos.
Fibrosis quística : causada por una mutación en el gen que codifica el CFTR, esta proteína es importante en la reabsorción de Cl-
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GRACIAS