Difusión facilitada: definición, ejemplo y factores

Al llevar a cabo funciones como el crecimiento, la división y la síntesis, las células utilizan y producen sustancias que deben poder atravesar las membranas celulares y orgánulos.

Las membranas celulares semipermeables permiten que algunas moléculas viajen a través de un gradiente de concentración desde el lado de alta concentración de la membrana al lado de baja concentración a través de difusión simple.

Difusión facilitada permite que otras moléculas importantes se crucen de manera selectiva, ya que utiliza proteínas incrustadas en la membrana celular para permitir que ciertas sustancias se crucen.

La proteínas de membrana de difusión facilitada forman aberturas en la membrana y controlan lo que puede pasar, o transportan activamente moléculas específicas a través de la membrana. Este proceso es especialmente importante para controlar el flujo de iones porque muchas funciones celulares dependen de la presencia de ciertos iones para permitir que se produzca una reacción química.

Además de los iones, las proteínas transportadoras también pueden facilitar el paso de moléculas grandes como la glucosa.

Las sustancias que produce la célula o que necesita se pueden transportar a través de las membranas celulares y orgánulos de varias formas. Transporte pasivo no requiere una entrada de energía y utiliza el gradiente de concentración para impulsar el movimiento de moléculas.

En el sencillo tipo difusión de transporte pasivo, la difusión tiene lugar a través de una membrana semipermeable desde el lado con mayor concentración de la sustancia transportada hacia el lado con menor concentración. La sustancia pasa a través de la membrana por el gradiente de concentración, pero algunas moléculas están bloqueadas.

Si las moléculas bloqueadas tienen que cruzar la membrana porque se necesitan en el otro lado, la difusión facilitada puede transportar moléculas específicas.

El método de difusión funciona a través de proteínas incrustadas en la membrana, pero aún se basa en el gradiente de concentración para impulsar el movimiento molecular a través de la membrana. No requiere energía, pero las proteínas pueden ser selectivas sobre qué moléculas transportan.

A veces, las moléculas deben transportarse a través de las membranas desde un lado con una concentración baja hacia el lado que tiene una concentración alta. Esto va en contra del gradiente de concentración y requiere energía.

Células que realizan transporte activo han producido energía y la han almacenado en trifosfato de adenosina (ATP) moléculas.

Transporte activo se basa en proteínas similares a las que se utilizan para la difusión facilitada, pero utilizan la energía del ATP para transportar moléculas a través de la membrana contra el gradiente de concentración.

Después de formar un enlace con la molécula a transportar, utilizan un grupo fosfato del ATP para cambiar de forma y depositar la molécula en el otro lado de la membrana.

Membranas celulares Puede permitir el paso de muchas moléculas pequeñas, pero los iones cargados y las moléculas más grandes generalmente se bloquean. La difusión facilitada es un método mediante el cual dichas sustancias pueden entrar y salir de las células. Las proteínas portadoras incrustadas en la membrana pueden facilitar el paso de iones de dos formas.

Algunas proteínas están dispuestas alrededor de un pasaje central y crean un agujero en la membrana plasmática de la célula, abriendo un camino a través del ácidos grasos del interior de la membrana. Los iones específicos pueden pasar a través de tales aberturas, pero las proteínas transportadoras están diseñadas para dejar pasar solo un tipo de ión.

Otras proteínas no forman aberturas, pero transportan moléculas grandes a través de las membranas celulares. La transferencia todavía está impulsada por un gradiente de concentración, pero las proteínas transportadoras se unen activamente a la sustancia que transportan.

La parte de la proteína que se encuentra fuera de la membrana celular en el espacio extracelular se une a la molécula de la sustancia a transportar y luego la libera al interior de la célula.

Normalmente el hidrofóbico Los ácidos grasos no polares de las membranas bloquean el paso de moléculas polares cargadas como los iones de sodio. Las proteínas transportadoras que proporcionan aberturas para tales iones atraen los iones y facilitan su paso a través de los canales iónicos.

Pueden estar diseñados para y dejar pasar solo iones de sodio, pero no otros, como los iones de potasio. Las aberturas de las proteínas portadoras también pueden controlar el flujo de iones, cerrándose cuando la célula no necesita más iones.

Para el transporte de moléculas de glucosa, que normalmente son demasiado grandes para atravesar la membrana, proteínas transportadoras de glucosa tienen un sitio donde pueden unirse a las moléculas de glucosa. Se adhieren y facilitan el transporte de glucosa a través de la membrana celular. La ubicación de una proteína transportadora se convierte en un espacio permeable en la membrana que no permite que la molécula de glucosa se cruce a otra parte.

Las células de los organismos multicelulares deben coordinar sus actividades, como cuándo crecer y cuándo dividirse. Las células logran esta coordinación al señalar en qué tipo de actividad están involucradas y qué se necesita, liberando sustancias químicas de señalización. La difusión facilitada ayuda con la señalización celular.

Las señales pueden ser locales o de larga distancia y afectar a las células de la vecindad inmediata oa las células de otros órganos y tejidos. En cada caso, las moléculas de señalización viajan entre las células y tienen que entrar en las células diana o adherirse a su membrana para entregar su señal.

Las proteínas de difusión facilitada pueden permitir que estas moléculas de señalización entren en las células según sea necesario y cierren el circuito de comunicación.

Porque la difusión facilitada es un mecanismo de transporte pasivo, se rige por factores del entorno inmediato donde se realiza el transporte.

Hay cuatro de esos factores:

• Concentración: La difusión facilitada se basa en la energía potencial representada por el gradiente de concentración. Una mayor diferencia entre los lados de alta y baja concentración significa un gradiente más alto y una difusión más rápida.
• Capacidad de proteína transportadora: La velocidad de unión entre la sustancia a transferir y la proteína, junto con la velocidad de transferencia, afecta la velocidad de difusión.
• Número de sitios de proteínas portadoras: Más sitios significa una mayor capacidad de difusión y una difusión más rápida.
• Temperatura: Las reacciones químicas dependen de la temperatura, y una temperatura más alta significa un progreso de reacción más rápido y una difusión más rápida.

Si bien las células pueden controlar el número de sitios de la proteína transportadora, la capacidad de la proteína transportadora es fija y la La celda tiene una capacidad limitada para controlar la temperatura del proceso y la concentración de la sustancia fuera del célula. La capacidad de cerrar la actividad del sitio de la proteína transportadora se vuelve importante para controlar los procesos celulares.

La difusión simple se ocupa de las necesidades de las células en términos de pequeñas moléculas no polares, pero otras sustancias importantes no pueden atravesar fácilmente las membranas. Las moléculas polares y las moléculas más grandes no pueden difundirse a través de las membranas plasmáticas semipermeables de las células y los orgánulos porque la capa interior de lípidos y ácidos grasos las bloquea.

La difusión facilitada permite que sustancias con moléculas polares o grandes entren y salgan de las células de manera controlada.

Glucosa y aminoácidos, por ejemplo, son moléculas grandes que juegan un papel clave en las funciones celulares. La glucosa es un nutriente importante y los aminoácidos se utilizan para muchos procesos celulares, incluida la división celular.

Para que prosigan estos procesos, la difusión facilitada permite que las moléculas pasen a través de las membranas celulares y las membranas de orgánulos como el núcleo.

Incluso las moléculas más pequeñas, como el oxígeno, pueden beneficiarse de una difusión facilitada. Aunque el oxígeno puede difundirse a través de las membranas, la difusión facilitada a través de las proteínas transportadoras aumenta la velocidad de transferencia y ayuda con las funciones de las células sanguíneas y los músculos.

En general, estas proteínas incrustadas en la membrana desempeñan un papel vital en una variedad de procesos celulares.

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