Proteínas de membrana

Existen tres grandes grupos de proteínas de transmembrana, las que permiten el movimiento de sustancias desde el lado interno al externo de la célula o viceversa .

• Bombas: permiten la conducción de iones contra su gradiente de concentración y la energía para conseguir esto se obtiene muchas veces de la hidrólisis de las moléculas de ATP (adenosín trifosfato).
• Un ejemplo, es la bomba sodio-patasio. Ésta es una gran proteína que abarca todo el espesor de la membrana y que posee sitios de unión catalíticos para sodio, potasio y ATP. Los sitios para el Na+ y el ATP están ubicados en la superficie intracelular mientras que los de K+ se ubican en la cara externa de la proteína. Cada ciclo, la bomba hidroliza una molécula de ATP lo que le da la energía para transportar ambos iones en contra de su gradiente de concentración, es decir, sacar 3 iones de sodio e introducir 2 iones de potasio al interior celular. El flujo desigual de cargas al interior y al exterior de la célula, generan una una corriente iónica, razón por la cual se dice que esta bomba es electrógena.

• Canales: contienen poros transmembranas que se abren o se cierran gracias a algún estímulo específico (presión, voltaje, frío, calor, etc) permitiendo el flujo de iones a favor de su gradiente de concentración.

• Transportadores: sufren cambios conformaciones que permiten la liberación de una molécula al otro lado de la membrana, sin gasto de energía, vale decir, sin hidrólisis de ATP. Algunos transportadores mueven sólo un tipo de moléculas bajo su gradiente de concentración, estos se conocen como uniporter. Otros, llamados transportadores acoplados, utilizan la energía liberada por el movimiento de una sustancia bajo su gradiente de concentración para mover otra sustancia en contra de su gradiente de concentración. En este tipo de proteínas existen dos posibilidades, una de ellas es que el transportador mueva ambas sustancias en la misma dirección, situación en la que el transportador sería del tipo simporte o que genere un transporte de las moléculas en direcciones contrarias, por lo que se llamaría transportador antiporte.
• Un ejemplo de transportador acoplado, es el de cloruro. A diferencia de la bomba sodio potasio, el transporte de iones se efectúa sin gasto energético, vale decir, sin hidrólisis de ATP. El transportador de Cl- acopla el movimiento hacia fuera de un ion cloruro al movimiento hacia fuera del ion potasio, por lo tanto es del tipo simporte. Como el transporte hacia fuera del potasio es energéticamente favorable, es capaz de arrastrar el flujo de Cl- al exterior de la célula.

Además de la transferencia de sustancias como iones o macromoléculas a través de la membrana celular, la transferencia de información es indispensable. Una de las proteínas involucradas en esta actividad son las proteínas intrínsecas conocidas como receptores. Algunos canales iónicos son también receptores, como el receptor nicotínico de acetilcolina por ejemplo, el cual es un canal iónico que se abre brevemente cuando une dos moléculas de acetilcolina en su superficie externa. Otros receptores sufren cambios conformacionales lo cual provoca la activación de otras proteínas internas de la célula: el receptor b-adrenérgico, por ejemplo, activa una proteína G en la cara interna de la membrana celular cuando éste une adrenalina por la superficie externa de la membrana.