1. transporte a traves de la membrana

denominadas proteinas de los canales

Algunas proteínas tienen espacios acuosos en todo el trayecto interior de la molécula y permiten el movimiento libre de agua, asi como de iones o moléculas seleccionados

componen cada subunidad del canal de k+

Cada subunidad está compuesta de hélices M1 y M2 unidas por un segmento P (poro) que consiste en una hélice corta y una porción no helicoidal, que recubre el canal a través del cual pasan los iones.

3 categorias principales de canales de compuerta

Canales activados por voltaje, Canales activados por ligandos y Canales de compuerta mecánica

inactivación

Después que el canal está abierto durante unos pocos milisegundos, el movimiento de iones K+ se detiene "automáticamente" Se logra mediante el movimiento de un péptido de inactivación pequeño, que cuelga de la porción citoplásmica de la proteína.

osmosis

El agua se mueve fácilmente a través de una membrana semipermeable desde una región de menor concentración de soluto a una región de mayor concentración de soluto

moleculas que entran muy rápido en las membranas celulares

Las moléculas muy pequeñas y sin carga, liposolubles y polares. urea, agua y etanol como excepciones.

el tamaño

Otro factor que determina la tasa de penetración de un compuesto a través de una membrana.

nombre de las 6 hélices asociadas a la membrana

S1-S6

caracteristicas de las moléculas proteicas de la membrana

Sus estructuras moleculares interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y constituyen una alternativa a través de la membrana celular

estados del canal de potasio

abierto, inactivado o cerrado.

hipertónico o hiperosmótico

compartimiento con la concentración de soluto más alta

hipotónico o hipoosmótico

compartimiento de menor concentración de soluto

dominio sensor de voltaje

consiste en hélices S1-S4 que detectan el voltaje a través de la membrana plasmática, una vez abierto llega a casi la velocidad que alcanzaría la difusión libre en la solución.

Anillos del filtro de selectividad

cuatro anillos de átomos de carbonilo O y un anillo de átomos de treonilo O

Canales activados por voltaje

cuyo estado conformacional depende de la diferencia en la carga iónica en ambos lados de la membrana.

Canales de compuerta mecánica

cuyo estado conformacional depende de las fuerzas mecánicas (p. ej., tensión de estiramiento) que se aplican a la membrana.

Canales activados por ligandos

cuyo estado conformacional depende del enlace de una molécula específica (el ligando), que normalmente no es el soluto que pasa a través del canal.

caracteristicas de la difusion

depende del movimiento térmico continuo de los solutos, y es un proceso exergónico impulsado por un aumento en la entropía. En promedio más moléculas se moverán de regiones de concentración más altas a regiones de concentración más bajas.

hace a las membranas semipermeables.

diferencia en la capacidad de penetración del agua frente a otros solutos

transporte pasivo

difusion, transporte sin uso de energia

los 4 procesos diferentes por los cuales las sustancias se mueven a través de las membranas

difusión simple a través de la bicapa lipídica; difusión simple a través de un canal acuoso revestido de proteína; difusión facilitada por un transportador de proteínas, y el transporte activo, que requiere una "bomba" de proteínas, impulsadas por energía, capaz de mover sustancias contra el gradiente de concentración.

nombre de los 2 dominios funcionales en los que se agrupan las 6 hélices asociadas a la membrana

dominio poro y dominio sensor de voltaje

coeficiente de partición

es una medida simple de la polaridad (o no polaridad) de una sustancia, es la relación de su solubilidad en un disolvente no polar, como el octanol o un aceite vegetal, a la del agua, en condiciones en que el disolvente no polar y el agua están mezclados.

efectos de las toxinas del cólera y de otras bacterias causantes de diarrea

estimulan la secreción de las células de las criptas epiteliales con tal intensidad que esta excede a la capacidad de reabsorción y, por lo tanto, a veces se pierden hasta 5 a 10 Lt de agua y sales al día en forma de diarrea.

flujo neto

indica que el movimiento de la sustancia hacia la célula (afluencia) y fuera de la célula (eflujo) no está equilibrado, sino que uno excede al otro.

isotónicos (o isosmóticos)

la concentración interna de soluto —que incluye una alta concentración de proteínas disueltas— es igual a la concentración externa de soluto y no se produce movimiento neto de agua hacia o desde las células.

ocurre cuando se coloca una célula en una solución hipotónica

la célula gana agua rápidamente por ósmosis y se expande, la recuperación ocurre cuando las células pierden iones, lo que reduce su presión osmótica interna.

ejemplo de canales de compuerta mecánica

los miembros de una familia de canales de cationes se abren mediante los movimientos de los estereocilios en las células ciliadas del oído interno, en respuesta al sonido o los movimientos de la cabeza.

ejemplo de canales activados por ligandos

los neurotransmisores, como la acetilcolina, actúan sobre la superficie externa de ciertos canales de cationes, mientras que los nucleótidos cíclicos, como el cAMP, actúan sobre la superficie interna de ciertos canales de iones de calcio.

determinó la estructura de un canal de potasio bacteriano (KcsA)

mediante cristalografía de Rayos X

conductancia

movimiento rápido de iones pequeños como Na+, K+, Ca2+ y Cl- a traves de la membrana

función de los canales Kv de animales

papel en la función muscular y nerviosa.

dos medios para el movimiento de sustancias a través de una membrana

pasivamente por difusión, o activamente por un proceso de transporte acoplado a la energía

canales de potasio

permiten el paso de iones potasio a través de la membrana celular con una facilidad aproximadamente 1000 veces mayor que para el paso de iones sodio.

acuaporinas

permiten selectivamente el rápido paso de agua a través de la membrana celular.

ocurre cuando se coloca una célula en una solución hipertónica

pierde agua rápidamente por ósmosis y se contrae. la recuperación ocurre cuando las células obtienen iones del medio.

pentapéptido conservado (GYGVT)

porción de cada segmento P cuyos residuos recubren el filtro de selectividad que filtra los iones K+.

difusión

proceso espontáneo en el que una sustancia se mueve desde una región de alta concentración a una región de baja concentración, hasta que al final se elimina la diferencia de concentración entre las dos regiones.

En 1955, Alan Hodgkin y Richard Keynes

propusieron por primera vez que las membranas celulares contienen canales iónicos; es decir, aberturas en la membrana que son permeables a iones específicos. cada uno formado por proteínas integrales de membrana que encierran un poro acuoso central.

dominio poro

que contiene un filtro de selectividad que permite el paso selectivo de iones K+. Las hélices M1 y M2 y el segmento P del canal KcsA son homólogos de las hélices S5 y S6 y del segmento P del canal eucariótico activado por voltaje.

¿qué significa que la difusión de iones a través de un canal siempre sea descendente?

que va desde un estado de energía superior a un estado de energía inferior

denominadas proteínas transportadoras

se unen a las moléculas o iones que se van a transportar y cambios conformacionales de las moléculas de la proteína desplazan después las sustancias a través de los intersticios de la proteína hasta el otro lado de la membrana.

transporte activo

transporte con uso de energia (ATP) , a traves de proteinas