¿Cómo atraviesan las moléculas de azúcar la membrana celular?

Por qué las células necesitan azúcar

Una celda es como una ciudad. Tiene varias partes móviles y trabajos que deben realizarse. Y al igual que una ciudad, una célula necesita energía para funcionar. Pero en lugar de gas o electricidad, las células necesitan azúcar. El azúcar generalmente está presente fuera de la célula en forma de glucosa , una molécula de azúcar utilizada por la mayoría de los seres vivos para obtener energía, y debe ingresar a la célula para generar energía. Sin embargo, la membrana celular es como el muro de una ciudad medieval. Es difícil cruzar sin un permiso especial, e incluso una molécula tan importante como la glucosa necesita ayuda para cruzar.

Cómo funciona la membrana celular

Como la muralla de una ciudad, la membrana celular marca los límites de la célula y la protege de la invasión. La muralla de la ciudad está tachonada de torres y puertas que permiten que los comerciantes, mensajeros y granjeros entren y salgan para que la ciudad pueda sobrevivir. De manera similar, la membrana celular también controla lo que entra y sale de la célula.

Una de las formas en que los materiales pueden ingresar a la célula es a través de proteínas especiales que están incrustadas en la membrana. Estas proteínas actúan como puertas para permitir que moléculas grandes, como la glucosa, atraviesen la membrana. Si la glucosa intentara atravesar la membrana sin la puerta de las proteínas, llevaría mucho tiempo.

La membrana celular está formada por una doble capa de lípidos, llamada bicapa . Los lípidos son moléculas con cabeza hidrófila y cola hidrófoba. Las colas hidrofóbicas se unen para crear la bicapa, por lo que las cabezas hidrofílicas recubren el interior y el exterior de la celda, pero en el medio hay una región hidrofóbica. Además de ser una molécula relativamente grande, la glucosa es muy hidrófila. Sería muy difícil que la glucosa se moviera a través de la porción hidrófoba de la bicapa de la membrana porque a las sustancias hidrófilas e hidrófobas no les gusta mezclarse.

Puertas de proteínas denominadas transportadores

Las proteínas de membrana que permiten que moléculas como la glucosa entren en la célula se denominan transportadores . Estas proteínas son proteínas transmembrana. Tienen una región hidrofóbica que asegura la proteína dentro de la membrana y regiones hidrofílicas que se encuentran dentro y fuera de la célula.

El transportador de glucosa tiene un sitio de unión especial para la glucosa en su región hidrófila. Cuando una molécula de glucosa se une a este sitio, le comunica al transportador que la glucosa está lista para moverse a través de la membrana. Luego, la proteína puede cambiar de forma, o sufrir un cambio conformacional , para permitir que la glucosa ingrese a la célula, similar a la apertura de una puerta. La molécula de glucosa nunca tiene que tocar la parte hidrófoba de la membrana celular.

Gradientes de concentración

El transportador necesita combustible para mover la glucosa a través de la membrana. Este combustible no es realmente una sustancia, sino la diferencia entre la concentración de glucosa dentro y fuera de la célula. Debido a que la concentración fuera de la célula es típicamente más alta, es fácil para la glucosa encontrar el transportador en la superficie celular y unirse a él. Una vez unido, el transportador puede abrirse y permitir que la glucosa ingrese a la célula donde se utiliza para proporcionar energía a la célula. La diferencia de concentración se llama gradiente de concentración . Las moléculas naturalmente quieren moverse de áreas de alta a baja concentración; esto se llama difusión . Debido a que el transportador de glucosa trabaja con el gradiente de concentración, su proceso de mover la glucosa a través de la membrana celular se llamaDifusión facilitada .

Resumen de la lección

Repasemos lo que hemos aprendido. La glucosa , una molécula de azúcar utilizada por la mayoría de los seres vivos para obtener energía, necesita ingresar a la célula porque es una fuente importante de energía. Pero la membrana celular se interpone en su camino, como debería; recuerde que protege la celda de la invasión, marca sus límites y controla lo que puede entrar y salir, similar a una ciudad medieval amurallada. Sin embargo, la glucosa tardaría demasiado en atravesar la membrana celular por sí sola a través de una doble capa de lípidos llamada bicapa . Esto se debe a que la región hidrofóbica de la membrana celular hace que sea muy difícil que la glucosa cruce sin un poco de ayuda.

El transportador de glucosa es una proteína de membrana que permite que moléculas como la glucosa crucen hacia la célula y atraviesa algo llamado cambio conformacional , que es cuando la proteína cambia de forma para pasar más fácilmente cuando la glucosa se une a ella. Pero recuerde que no es necesariamente tan fácil. La diferencia en la concentración de glucosa, llamada gradiente de concentración, puede afectar la cantidad de combustible que tiene la celda. La glucosa tiende a moverse de un área de alta concentración a un área de baja concentración, un proceso llamado difusión . Debido a que el transportador de glucosa trabaja con el gradiente de concentración, su proceso de mover la glucosa a través de la membrana celular se denomina difusión facilitada .