Comencemos primero con algunos Química estructural de la Bicapa
- Todas las biomembranas son bicapas lipídicas, compuestas por dos monocapas de moléculas lipídicas que son anfifílicas, es decir , que poseen propiedades hidrófilas (“amantes del agua”) e hidrófobas (“temerosas del agua”).
- Dentro de la bicapa lipídica, los restos hidrófobos de las moléculas de lípidos entran en contacto entre sí para formar un núcleo hidrófobo, mientras que los restos de grupos de cabeza hidrófilos están expuestos al agua en ambos lados de la membrana.
- El mecanismo más simple por el cual las moléculas pueden cruzar la membrana plasmática es la Difusión pasiva. Durante la Difusión pasiva, una molécula simplemente se disuelve en la Bicapa de fosfolípidos, se difunde a través de ella y luego se disuelve en la solución acuosa en el otro lado de la membrana.
El primer paso en el transporte por difusión pasiva es el movimiento de una molécula desde la solución acuosa al interior hidrófobo del fosfolípido. La hidrofobicidad de una sustancia se mide por su coeficiente de partición, K, la constante de equilibrio para su partición entre el petróleo y el agua. Dado que la composición del interior de la bicapa de fosfolípidos se asemeja a la del aceite, el coeficiente de partición de una sustancia que se mueve a través de una bicapa es igual a la relación de su concentración dentro del núcleo hidrófobo de la bicapa C mc a su concentración en la solución acuosa C aq
El coeficiente de partición es una medida de la afinidad relativa de una sustancia por el lípido frente al agua: cuanto mayor es el coeficiente de partición de una sustancia, más soluble en lípidos es.
Ahora, en un término más cuantitativo difusión de una molécula a través de lípidos Bilayer. la tasa de difusión de la molécula se puede medir mediante la modificación de la ley de Fick.
¿Qué sucede cuando las enzimas entran en temperaturas extremas?
Se afirma que –
la velocidad de difusión a través de la membrana es directamente proporcional al coeficiente de permeabilidad P, a la diferencia en las concentraciones de solución
C 1 aq – C 2 aq y al área A
Para cualquier molécula, el valor de P , y por lo tanto su tasa de difusión pasiva, es proporcional a su coeficiente de partición K :
P = Kd / x
Kd- Coeficiente de difusión
x- Espesor de la membrana
- Vemos que la velocidad de difusión es proporcional tanto al coeficiente de partición como a la constante de difusión y es inversamente proporcional al grosor de la membrana. Sin embargo, el grosor del interior hidrófobo de todas las membranas de bicapa de fosfolípidos es aproximadamente el mismo, de aproximadamente 2,5 a 3 nm, y el coeficiente de difusión D es el mismo para la mayoría de las sustancias.
- Por lo tanto, las diferencias en la velocidad a la que las moléculas se difunden pasivamente a través de las membranas dependen en gran medida de las diferencias en sus coeficientes de partición. Cuanto mayor es la hidrofobicidad de una molécula soluble en agua, más rápido se difunde a través de una bicapa de fosfolípidos.
- Una razón del hecho de que las moléculas hidrofóbicas se difunden fácilmente a través de las bicapas lipídicas es que los fosfolípidos, los principales componentes de la mayoría de las bicapas lipídicas, tienen grupos de cabeza hidrofílicos relativamente pequeños. Además, las asociaciones entre los lípidos de membrana individuales generalmente no son muy fuertes, dando a la mayoría de las biomembranas un carácter fluido.
NOTAS AL PIE
fuentes –
Biología Celular Molecular. 4ª edición.
Lodish H, Berk A, Zipursky SL, y col.
