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5.10: Transporte facilitado
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Facilitated Transport
 
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TRANSCRIPCIÓN

5.10: Facilitated Transport

5.10: Transporte facilitado

The chemical and physical properties of plasma membranes cause them to be selectively permeable. Since plasma membranes have both hydrophobic and hydrophilic regions, substances need to be able to transverse both regions. The hydrophobic area of membranes repel substances such as charged ions. Therefore, such substances need special membrane proteins to cross a membrane successfully. In the process of facilitated transport, also known as facilitated diffusion, molecules and ions travel across a membrane via two types of membrane transport proteins: channels and carrier proteins. These membrane transport proteins enable diffusion without requiring additional energy.

Channel Proteins

Channel proteins form a hydrophilic pore through which charged molecules can pass through, thus avoiding the hydrophobic layer of the membrane. Channel proteins are specific for a given substance. For example, aquaporins are channel proteins that specifically facilitate the transport of water through the plasma membrane.

Channel proteins are either always open or gated by some mechanism to control flow. Gated channels remain closed until a particular ion or substance binds to the channel, or some other mechanism occurs. Gated channels are found in the membranes of cells such as muscle cells and nerve cells. Muscle contractions occur when the relative concentrations of ions on the interior and exterior sides of a membrane change due to the controlled closing or opening of channel gates. Without a regulated barrier, muscle contraction would not occur efficiently.

Carrier Proteins

Carrier proteins bind to a specific substance causing a conformational change in the protein. The conformational change enables movement down the substance’s concentration gradient. For this reason, the rate of transport is not dependent on the concentration gradient, but rather on the number of carrier proteins available. Although it is known that proteins change shape when their hydrogen bonds are destabilized, the complete mechanism by which carrier proteins change their conformation is not well understood.

Diffusion Rates

Even though more involved than simple diffusion, facilitated transport enables diffusion to occur at incredible rates. Channel proteins move tens of millions of molecules a second, and carrier proteins move a thousand to a million molecules a second.

Las propiedades químicas y físicas de las membranas plasmáticas hacen que sean permeables selectivamente. Dado que las membranas plasmáticas tienen regiones hidrófobas e hidrófilas, las sustancias deben ser capaces de transversión en ambas regiones. El área hidrófoba de las membranas repele sustancias como los iones cargados. Por lo tanto, estas sustancias necesitan proteínas de membrana especiales para cruzar una membrana con éxito. En el proceso de transporte facilitado, también conocido como difusión facilitada, las moléculas e iones viajan a través de una membrana a través de dos tipos de proteínas de transporte de membrana: canales y proteínas portadoras. Estas proteínas de transporte de membrana permiten la difusión sin necesidad de energía adicional.

Proteínas de canal

Las proteínas de canal forman un poro hidrófilo a través del cual pueden pasar moléculas cargadas, evitando así la capa hidrófoba de la membrana. Las proteínas del canal son específicas para una sustancia determinada. Por ejemplo, las aquaporinas son proteínas de canal que facilitan específicamente el transporte de agua a través de la membrana plasmática.

Las proteínas del canal siempre están abiertas o cerradas por algún mecanismo para controlar el flujo. Los canales cerrados permanecen cerrados hasta que un ion o sustancia en particular se une al canal, o se produce algún otro mecanismo. Los canales cerrados se encuentran en las membranas de las células como las células musculares y las células nerviosas. Las contracciones musculares se producen cuando las concentraciones relativas de iones en los lados interior y exterior de una membrana cambian debido al cierre o apertura controlado de las compuertas del canal. Sin una barrera regulada, la contracción muscular no se produciría de manera eficiente.

Proteínas Portadoras

Las proteínas portadoras se unen a una sustancia específica que causa un cambio conformacional en la proteína. El cambio conformacional permite el movimiento hacia abajo del gradiente de concentración de la sustancia. Por esta razón, la tasa de transporte no depende del gradiente de concentración, sino del número de proteínas portadoras disponibles. Aunque se sabe que las proteínas cambian de forma cuando sus enlaces de hidrógeno se desestabilizan, el mecanismo completo por el cual las proteínas portadoras cambian su conformación no se entiende bien.

Tasas de difusión

Aunque más implica que la simple difusión, el transporte facilitado permite que la difusión se produzca a velocidades increíbles. Las proteínas de canal mueven decenas de millones de moléculas por segundo, y las proteínas portadoras mueven de mil a un millón de moléculas por segundo.


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