TRANSPORTE ACTIVO - … · El aparato de Golgi necesita conservar protones para sus funciones. La...
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TRANSPORTE ACTIVO FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA
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TRANSPORTE ACTIVO
FISIOLOGÍA MOLECULAR UAM CUAJIMALPA
A > gradiente
de Na+
mas glucosa
ingresa Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
glucosa
¿COMO SE MANTIENE
ESE GRADIENTE
IÓNICO?
NO ESTÁN ACOPLADOS
DIRECTAMENTE A LA
FUENTE DE ENERGÍA
METABÓLICA
DEPENDEN EN ÚLTIMA
INSTANCIA DEL
GRADIENTE
ORIGINADO POR UNA
BOMBA
EL BOMBEO DE LAS ATPasas
CREA GRADIENTES DE
IONES (Na+, H+, etc)
Este gradiente los impulsa a
regresar, arrastrando a otros
solutos en la misma dirección
(o en dirección opuesta)
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
glucosa
Este gradiente los impulsa a
regresar, arrastrando a otros
solutos en la misma dirección
(o en dirección opuesta)
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
LA ENERGÍA PARA EL
TRANSPORTE DERIVA
DIRECTAMENTE DEL
ATP (u otro fosfato de
alta energía)
LA ENERGÍA PARA EL
TRANSPORTE DERIVA
DE LAS DIFERENCIAS
DE CONCENTRACIÓN
IÓNICA ESTA DIFERENCIA DE
CONCENTRACIÓN
RESULTA DEL
TRANSPORTE ACTIVO
PRIMARIO
El gradiente iónico
“arrastra” otro soluto
hacia la misma
dirección
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
glucosa
El gradiente iónico
“arrastra” otro soluto
en dirección opuesta
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
H+
BOMBAS TIPO P
BOMBAS TIPO V
BOMBAS TIPO F
TRANSPORTADORES ABC
BOMBAS TIPO P
TRANSPORTAN CATIONES A TRAVÉS DE LA
MEMBRANA.
SE FOSFORILAN A ELLAS MISMAS DURANTE EL
CICLO DE BOMBEO (forman un intermediario
fosforilado).
MANTIENEN GRADIENTES CATIÓNICOS DE K+,
Na+, H+ y Ca++.
BOMBAS TIPO P
BOMBA Na+ / K+
(ATPasa Na+ / K+)
BOMBA Ca++ de la
MEMBRANA
PLASMÁTICA
(PMCA)
BOMBA Ca++ del
Retículo
Sarcoplásmico/
Endoplásmico (SERCA)
BOMBA DE
SODIO/POTASIO
Bomba de Na+ / K+
ATPasa Na+ / K+
Bomba de Na+ / K+
ATPasa Na+ / K+
Se encuentra en prácticamente todas las células animales
Mantiene el gradiente de Na+ / K+
Una célula nerviosa dedica 1/3 parte de su energía
en esta bomba
Bomba de Na+ / K+
ATPasa Na+ / K+
LA BOMBA HIDROLIZA UNA MOLECULA
DE ATP A ADP + Pi MIENTRAS TRANSPORTA
3 Na+ HACIA AFUERA DE LA CÉLULA Y
2 K+ HACIA DENTRO
El ATP se une como un
complejo Mg++/ATP en
la subunidad alfa
Cuando los 3 Na+ se unen
al lado citoplásmico de la
unidad b, el ATP se hidroliza
El enlace del Pi se rompe
y éste se libera al citoplasma
Blaustein M, et al (2004). Cellular Physiology and Neurophysiology. Elsevier, USA
BOMBA
ELECTROGÉNICA
(1 carga positiva
de mas entra)
MOVIMIENTO DE
IONES:
3 Na+ al exterior
2 K+ al interior
La subunidad alfa es sensible a
ESTEROIDES CARDIOTÓNICOS
Induciendo un
efecto cardiotónico
(incrementan la
fuerza de
contracción del
corazón)
INHIBEN LA
BOMBA
La subunidad alfa es sensible a
ESTEROIDES CARDIOTÓNICOS
Uso terapéutico en
fallas cardíacas
Bla
uste
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, et a
l (2004). C
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hysio
logy a
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euro
physio
logy. E
lsevie
r, USA
SE DESCONOCE
SU SIGNIFICADO
FISIOLÓGICO
TODAS LAS BOMBAS DE Na+/K+ TIENEN
ESTE SITIO DE UNIÓN A ESTEROIDES
CARDIOTÓNICOS
OUABAINA:
Hormona en mamíferos secretada
por la Corteza Adrenal y el hipotálamo.
40% de los pacientes con hipertensión
esencial (hipertensión de causa desconocida)
tienen niveles significativamente mas altos
de ouabaina circulante que personas sin
problemas de hipertensión.
Bla
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l (2004). C
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logy. E
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r, USA
1. ¿Qué es el Transporte Activo Secundario?
2. ¿Cuál es la diferencia con el Transporte
Activo Primario?
3. ¿Cuáles son las 4 diferentes bombas de ATP?
4. ¿Qué significa la “P” en las bombas tipo P?
5. ¿Qué es la ATPasa de Na+ / K+?
6. ¿Cuál es su estructura?
7. ¿Porqué es una bomba electrogénica?
8. ¿Qué es el sitio de unión a la ouabaina,
donde está y para que sirve?
Ca++
Mensajero celular en casi todas las células
Involucrado en muchos procesos celulares:
• Fertilización del óvulo
• División celular
• Muerte celular
• Contracción muscular
• Secreción de hormonas y neurotransmisores
• Regulación de proteínas cinasas y fosfatasas
BOMBAS DE
CALCIO
Mas del 98 % del Ca++ intracelular está
secuestrado en organelos celulares
El Ca++ sale del
Retículo
Sarcoplásmico a
través de RyR
Entonces el Ca++
entra al Retículo
Sarcoplásmico a
través de la bomba
de Ca++
El relajamiento
muscular requiere
que los niveles de
Ca++ regresen al
estado de reposo
3 BOMBAS DE CALCIO EN ANIMALES SUPERIORES
SERCA: SARCOPLASMIC/ENDOPLASMIC RETICULUM Ca++
En la membrana de los retículos endoplásmico
y sarcoplásmico, y nuclear.
PMCA: PLASMA MEMBRANE Ca++
En la membrana plasmática.
SPCA: SECRETORY PATHWAY Ca++
En las membrana de la red del Ap.de Golgi
Las 3 comparten las propiedades básicas:
Topología en la membrana
Mecanismos de reacción
Probablemente estructura tridimensional
American Physiological Society
http://physrev.physiology.org/content/89/4/1341.full.print
SERCA Sarcoplasmic Endoplasmic Reticulum Ca++ ATPasa
Dominio Transmembranal (M) con 10 hélices transmembranales
3 dominios
Citosólicos
Es la proteína mas
abundante en la
membrana del
Retículo sarcoplásmico
(70 – 80 % de las
Proteínas del RS)
SERCA
2 conformaciones principales de la bomba: E1 y E2
American Physiological Society
http://physrev.physiology.org/content/89/4/1341.full.print
E1 se une al Ca++ con gran afinidad
E2 tiene baja afinidad por el Ca++ y
lo libera en el lado opuesto de la
membrana
Bomba de Ca++ de la
Membrana Plasmática
No se sabe su estructura tridimensional
con exactitud.
Se cree que tiene la misma
organización
en membrana y la misma topología que
SERCA
BOMBA DE Ca++ DE LA VÍA SECRETORA
Identificada en el aparato de
Golgi en levaduras en 1989.
Es el miembro mas nuevo de las
Bombas de Ca++.
1er reporte de SPCA en humanos
en el año 2000.
También transporta eficientemente
Mn++.
Junto con SERCA bombea Ca++ al
Aparato de Golgi
American Physiological Society
http://physrev.physiology.org/content/89/4/1341.full.print
BOMBA DE Ca++ DE LA VÍA SECRETORA
Parece no contra-transportar H+.
El aparato de Golgi necesita conservar
protones para sus funciones.
La afinidad por el Mn++ para
transportarlo al lumen del Aparato
de Golgi parece explicarse por la
presencia de enzimas ahí que
requieren Mn++, como las
glucosiltransferasas.
La acumulación intracelular de Mn++
puede resultar tóxica, por lo que
parece jugar un papel importante en
la destoxificación.
American Physiological Society
http://physrev.physiology.org/content/89/4/1341.full.print
9. ¿Dónde está la mayor cantidad del Ca++ intracelular?
10. ¿Qué función cumple el Ca++ en la contracción muscular?
11. ¿Cuáles son las bombas de Ca++ que existen? ¿Qué significan sus siglas?
12. ¿Cuál es la bomba mas abundante en la membrana del Retículo Sarcoplásmico?
13. Cuál es su topología?
13. ¿Dónde se localiza la PMCA y cuántos iones mueve?
14. ¿Y donde se localiza la SPCA?
15. ¿Qué otro ión mueve SPCA?¿Por que se cree que lo hace?
