Transporte hacia el interior celular

Presentación del tema: "Transporte hacia el interior celular"— Transcripción de la presentación:

1 Transporte hacia el interior celular
Metabolismo 2019 Transporte hacia el interior celular

2 Transporte de Nutrientes - Funciones de la membrana

3 Transporte pasivo Transporte activo
Proteína transportadora o carrier Trasporte al interior celular con y sin trasportador. Si las sustancias entraran por simple difusión nunca se alcanzaría la concentración de nutrientes necesarias en el interior celular dado que la cc de nutrientes. En el exterior muchas veces es baja, por lo tanto la célula debe acumular nutrientes en contra de esa cc, siendo esta la función de los transportadores.Trasporte pasivo inespecifico.o difusion simple. Este transporte consiste en la difusión pasiva de ciertas sustancias para las que la membrana es impermeable, debido a la diferencia de concentración (DC) a ambos lados de dicha membrana (la sustancia tiene mayor concentración fuera que dentro de la célula).La difusión simple se produce por el paso de estas sustancias a través de poros inespecíficos de la membrana citoplásmica. Trasporte pasivo especifico o difusion facilitada.Es un proceso que permite el paso de compuestos por difusión a través de transportadores estereoespecíficos y (al igual que en el caso anterior) sobre la base de un gradiente de concentración (en la dirección termodinámicamente favorable).El transportador suele ser una proteína integral de membrana (permeasa o facilitador), cuya conformación determina un canal interior, y por el cual un determinado sustrato puede alcanzar el interior, sin gasto de energía. Se piensa que cuando el soluto se une a la parte de la permeasa que da al exterior, esta proteína sufre un cambio conformacional que libera la molécula en el interior. Como al entrar la molécula, enseguida entra en el metabolismo y desaparece como tal, esto basta para mantener el gradiente de concentración que permite esta difusión. La difusión facilitada exhibe propiedades similares a las de las reacciones Especificidad de sustrato: cada permeasa transporte un solo tipo de sustratos químicamente parecidos.Cinética de saturación de tipo Michaelis-Menten, es decir, la velocidad de transporte aumenta con la concentración de sustrato,hasta un valor límite (Vmax) por encima del cual ulteriores aumentos del soluto no aumentan dicha velocidad

4 Transporte activo

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6 Transporte activo: transportadores ABC
El tipo paradigmático de este tipo de transporte se denomina de transportadores ABC o ATPasas de tráfico, y se conocen muchos ejemplos en eubacterias y arqueas. Vamos a describir el caso de un sistema ABC en enterobacterias (como E. coli). Se trata de un sistema de varios componentes, en el que existen proteínas periplásmicas que captan el sustrato con gran afinidad, y lo llevan hasta unas proteínas de membrana, las cuales acoplan el paso de dicho sustrato hasta el citoplasma (sin alteralo químicamente) con la hidrólisis de ATP. La denominación de "transportadores ABC" se debe a que en todos ellos existe una o dos proteínas periféricas de membrana citoplásmica que poseen un dominio (de unos 200 aminoácidos) conservado evolutivamente, denominado "cassette de unión a ATP" (las iniciales de ATP-binding cassette Los solutos pasan la membrana externa a través de porinas y se unen a proteínas específicas en periplasma antes de ser transportados por un complejo de membrana. Este complejo une e hidroliza ATP para proveer energía al transporte (ATP-binding-cassette)

7 Transporte activo: sistema fosfotransferasa (PTS)
Traslocación de grupo Sistema compuesto por varias proteínas que transfieren un grupo fosfato (phosphorelay) y acoplan el transporte del soluto a través de la membrana citoplasmática con su fosforilación simultánea. Usado para transportar carbohidratos. Es un sistema único de bacterias, no hay homólogos en arqueas ni en eucariotas Está compuesto por al menos tres proteínas: Enzima I (EI), citosólica proteína portadora de Histidina (HPr), citosólica Enzima II (EII), unida a membrana Carbohydrate transport and phosphorylation by the PTS and their coupling to glycolysis. Carbohydrates are transported and concomitantly phosphorylated by the PTS. The phosphorylated carbohydrate feeds into glycolysis, normally at the glucose-6-P or fructose-6-P level. Two phosphoenolpyruvate molecules are usually formed in glycolysis, one of which is used to drive the transport and initial phosphorylation of the carbohydrate. As a result, the phosphorylation state of the PTS proteins depends on both the concentration of extracellular carbohydrates and the ratio of internal phosphoenolpyruvate and pyruvate. Abbreviations for enzymes (in boldface type) are as follows: Pgi, phosphoglucose isomerase; Pfk, phosphofructokinase; Fba, fructose-1,6-bisphosphate aldolase; Tpi, triose-phosphate isomerase; Gap, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase; Pgk, phosphoglycerate kinase; Pgm, phosphoglycerate mutase; Eno, enolase; Pyk, pyruvate kinase. De dónde proviene el fosfoenolpiruvato?

8 Transporte activo: sistema fosfotransferasa (PTS)

9 Transporte activo: sistema fosfotransferasa (PTS)
Las transferencias de fosfatos entre las proteínas del PTS son reversibles El estado de fosforilación de las proteínas depende de: Actividad del transportador PTS Relación piruvato/fosfoenolpiruvato (flujo glicolítico) modulado por condiciones nutricionales Sirve como sistema de señalización y regulación metabólica

10 Transporte activo: sistema fosfotransferasa (PTS)
Las enzimas EI y HPr son comunes para el transporte de todos los azúcares PTS La enzima EII es específica de cada sustrato Bacillus subtilis

11 Transporte activo: sistema fosfotransferasa (PTS)
“Inducer exclusion”: EIIAGlc defosforilado interacciona con varios transportadores o enzimas catabólicas e inhibe su actividad E. coli

12 Represión catabólica Es un sistema de control global, regula la expresión de muchos genes diferentes simultáneamente Growth on lactose Growth on glucose Glucose exhausted Crecimiento diáuxico: dos fases exponenciales de crecimiento Se inhiben las permeasas requeridas para el ingreso de otros azúcares (“inducer expulsion”) Se reprime la síntesis de enzimas catabólicas de otros azúcares si hay glucosa presente en el medio de cultivo (ej., operon lac ) Asegura que la “mejor” fuente de carbon y energía se utiliza primero Figure 7.13 Diauxic growth of Escherichia coli on a mixture of glucose and lactose.

13 Represión catabólica Cuándo aumenta la concentración de AMPc?
Active repressor binds to operator and blocks tran- scription. Transcription Translation Binding of CRP recruits RNA polymerase CRP protein cAMP RNA polymerase lac Structural genes lacI LacI LacZ LacY LacA Lactose catabolism Inactive lacZ lacY lacA mRNA C P O Inducer DNA La transcripción de los genes que codifican enzimas catabólicas es controlada por una proteína activadora, proteína receptora de AMP cíclico (CRP). Es una forma de control positivo. El AMP cíclico (AMPc) es la molécula clave en muchos sistemas de control metabólico, es un nucleótido regulatorio. Enzimas para la degradación de lactosa, maltosa, y otras fuentes de carbono comunes Los genes flagelares también están controlados por represión catabólica. No hay necesidad de nadar para buscar nutrientes Figure 7.15 Overall regulation of the lac system. E. coli Cuándo aumenta la concentración de AMPc?

14 Represión catabólica EIIA Gluc del sistema PTS es el regulador central
Si no hay glucosa: P- EIIA Gluc estimula la adenilato ciclasa AMPc se une a CRP y se transcriben los genes catabólicos P-HPr puede transferir su fosfato a la proteína BglG, que controla la transcripción de los genes de utilización de beta-glucósidos Si hay glucosa: EIIA Gluc inhibe transportadores no PTS y enzimas de utilización de otras fuentes de C (como glicerol quinasa) No se expresa el operón blg La adenilato ciclasa está inactiva Glu

15 Transporte secundario
Energía aportada por gradiente electroquímico generado por transporte primario

16 Sistemas de transporte de solutos en procariotas

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