Transporte Activo a trav�s de la Membrana Celular

Existen numerosas situaciones en los organismos vivos, en los que las mol�culas se mueven a trav�s de las membranas celulares, desde un �rea de menor concentraci�n a un �rea de mayor concentraci�n. Esto es contrario a lo que se espera, y se denomina "transporte activo".

Existe una fuerte tendencia a que las mol�culas se muevan desde una concentraci�n m�s alta a otra mas baja, bas�ndose solamente en la energ�a t�rmica. Las mol�culas a temperaturas normales tienen muy altas velocidades y movimientos aleatorios. Por ejemplo, las mol�culas de agua a 20�C, tiene una velocidad efectiva o rms de m�s de 600 m/s, o �m�s de 1.400 millas/hora!. Este movimiento desde zonas de alta concentraci�n a menores concentraciones se llama difusi�n. Hay momentos en que las membranas son impermeables a algunas mol�culas debido a su tama�o, polaridad, etc., y s�lo las mol�culas disolvente m�s peque�as como las mol�culas de agua, se mueven a su trav�s. Esto se conoce como �smosis, y la tendencia a transportar mol�culas de disolvente se cuantifica en t�rminos de presi�n osm�tica.

Si se va a transportar una mol�cula desde un �rea de baja concentraci�n a un �rea de alta concentraci�n, se debe realizar trabajo para superar las influencias de la difusi�n y la �smosis. Dado que en el estado normal de una c�lula, se mantiene las grandes diferencias de concentraci�n en K+, Na+ y Ca2+, es evidente que deben trabajar, mecanismos de transporte activos.

Muchos procesos cruciales en la vida de las c�lulas dependen del transporte activo. La bomba de sodio-potasio incluida en la ilustraci�n de arriba, es un proceso celular vital. Los mecanismos de transporte activos pueden impulsar sus energ�as, por la hidr�lisis del ATP, la absorci�n de la luz, el transporte de electrones, o el acoplamiento con otros procesos, los cuales, mueven part�culas hacia abajo de sus gradientes de concentraci�n.

Un proceso de transporte activo vital, que se produce en el proceso de transporte de electrones en las membranas de las mitocondrias, y los cloroplastos, es el transporte de protones para producir un gradiente de protones. Este gradiente de protones alimenta la fosforilaci�n del ATP asociado con la sintasa ATP.

Gradiente de Protones a trav�s de las Membranas

El transporte de electrones que produce el gradiente de protones, es un proceso de transporte activo vital, que se produce en las membranas de las mitocondrias, y los cloroplastos. Este gradiente de protones alimenta la fosforilaci�n del ATP asociado con la sintasa ATP.

El proceso de transporte de electrones en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos, proporciona electrones energ�ticos al complejo citocromo, que bombea protones a trav�s de la membrana en la direcci�n opuesta al gradiente de concentraci�n. El potencial que ofrece este gradiente de protones, alimenta luego la conversi�n de ADP en ATP.

En el caso de la membrana mitocondrial, el objetivo es producir ATP como moneda de energ�a para los procesos celulares, mediante la oxidaci�n de un material alimenticio (fosforilaci�n oxidativa). Los complejos I, III y IV de los procesos de transporte de electrones, bombea protones en contra de su gradiente de concentraci�n. Ese potencial de protones proporciona la energ�a para la ATP sintasa, para llevar a cabo el proceso de fosforilaci�n del ADP en ATP.