Canales transmembrana
Los canales transmembrana , también llamados canales de membrana , son poros dentro de una bicapa lipídica . Los canales pueden estar formados por complejos de proteínas que atraviesan la membrana o por péptidos . Pueden atravesar la membrana celular , conectando el citosol o citoplasma a la matriz extracelular . [1] Los canales transmembrana también se encuentran en las membranas de los orgánulos, incluido el núcleo , el retículo endoplásmico , el aparato de Golgi , las mitocondrias , los cloroplastos ylisosomas . [2]
Los canales transmembrana se diferencian de los transportadores y las bombas en varios aspectos. Algunos canales son menos selectivos que los transportadores y bombas típicos, y diferencian los solutos principalmente por tamaño y carga iónica. Los canales realizan el transporte pasivo de materiales, también conocido como difusión facilitada . Los transportadores pueden realizar transferencias de materiales pasivas o activas, mientras que las bombas requieren energía para actuar. [3]
Hay varios modos mediante los cuales operan los canales de membrana. El más común es el canal con compuerta que requiere un disparador, como un cambio en el potencial de membrana en los canales con compuerta de voltaje, para desbloquear o bloquear la apertura de los poros. Los canales activados por voltaje son fundamentales para la producción de un potencial de acción en las neuronas que resulta en un impulso nervioso. Un canal controlado por ligando requiere una sustancia química, como un neurotransmisor , para activar el canal. Los canales con compuerta de tensión requieren una fuerza mecánica aplicada al canal para abrirse. Las acuaporinas son canales dedicados para el movimiento del agua a través del interior hidrofóbico de la membrana celular. [4]
Los canales de iones son un tipo de canal transmembrana responsable del transporte pasivo de iones cargados positivamente (sodio, potasio, calcio, hidrógeno y magnesio) e iones cargados negativamente (cloruro) y pueden ser canales controlados o controlados por ligando. Uno de los canales iónicos mejor estudiados es el canal iónico potasio.. El canal de iones de potasio puede permitir el movimiento rápido de los iones de potasio mientras es selectivo contra el sodio. Utilizando datos de difracción de rayos X y cálculos del modelo atómico, una estructura probable del canal consiste en varias hélices alfa de proteínas que forman un poro en forma de reloj de arena con el punto más estrecho a la mitad de la bicapa lipídica de la membrana. Para moverse a través del canal, los iones potasio deben desprenderse de su matriz acuosa y entrar en un filtro de selectividad compuesto por carbonil oxígenos. Los iones de potasio atraviesan un átomo a la vez a lo largo de cinco sitios de unión de cationes (iones cargados positivamente) diferentes. [5]
Las enfermedades causadas por el mal funcionamiento de los canales iónicos incluyen la fibrosis quística, donde el canal para el ión cloruro no se abre o falta en las células de los pulmones, intestino, páncreas, hígado y piel. Las células ya no pueden regular las concentraciones de sal y agua, lo que provoca los síntomas típicos de la enfermedad. Los trastornos adicionales que resultan del mal funcionamiento de los canales iónicos incluyen formas de epilepsia , arritmia cardíaca , ciertos tipos de parálisis periódica y ataxia . [6]
Referencias
- ^ Roux, B. y Schulten, K. (2004). Estudios Computacionales de Canales de Membrana. Estructura 12, 1343-1351.
- ^ Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K. y Johnson, A. (2010) Biología celular esencial, 3ª ed. (Nueva York: Garland Science) págs. 387 - 420.
- ^ Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Scott, M., Bretscher, A., Ploegh, H. y Matsudaira, P. (2008) Molecular Cell Biology, 6a ed. . (Nueva York: WH Freeman) págs. 437 - 474.
- ^ Verkman, A. (2011) Acuaporinas de un vistazo. Revista de ciencia celular 24, 2107 - 2112.
- ^ Roux, B. y Schulten, K. (2004). Estudios Computacionales de Canales de Membrana. Estructura 12, 1343-1351.
- ^ Celesia, GG (2001) Trastornos de los canales de membrana o canalopatías. Neurofisiología clínica Jan, 112 (1), 2 - 18. [1]
