UNIPORTE: TRASPORTO ATTRAVERSO MEMBRANE, CARATTERISTICHE - BIOLOGIA - 2025

Il termine uniport viene utilizzato in biologia per descrivere il trasporto di singole molecole in un'unica direzione attraverso una membrana cellulare e lungo il suo gradiente di concentrazione (trasporto facilitato).

Questo tipo di trasporto attraverso le membrane, che impone una barriera di permeabilità selettiva, presuppone il mantenimento di un ambiente intracellulare più o meno costante, che consente l'instaurarsi di molte funzioni cellulari che dipendono da equilibri molecolari ed energetici fini.

Schema rappresentativo del trasporto Uniporte (Fonte: Emma Dittmar via Wikimedia Commons)

La comunicazione tra le cellule, così come tra le cellule e l'ambiente che le circonda, è un processo essenziale per la vita di tutti gli organismi e dipende, in larga misura, da un gruppo di proteine ​​transmembrana note come "proteine ​​di trasporto".

Queste proteine ​​sono responsabili del trasporto di quelle sostanze che, per la loro natura chimica, non possono attraversare facilmente le membrane, come gli ioni e le molecole idrosolubili come gli amminoacidi e il glucosio.

Da notare che il trasporto di questo tipo di molecole da o verso l'esterno della cellula, o dal citosol al lume di un organello, è mediato da specifiche proteine ​​trasportatrici, in grado di "riconoscere" o identificare il substrato che devono trasportare.

Trasporto attraverso le membrane

Alcuni autori ritengono che esistano tre tipi di trasportatori nelle membrane cellulari: pompe, proteine ​​di canale e proteine ​​di trasporto.

- Pompe

Le pompe sono proteine ​​che trasportano piccole molecole contro i loro gradienti di concentrazione o il loro potenziale elettrico, e sfruttano la forza energetica proveniente dall'idrolisi dell'ATP (sono ATPasi). Queste proteine ​​svolgono quello che viene chiamato "trasporto attivo", poiché richiede energia.

- Canale di proteine

Le proteine ​​canale facilitano il trasporto di diversi ioni e acqua a favore del loro gradiente di concentrazione o del loro potenziale elettrico. Sono costituiti da "condotti" formati da proteine ​​che attraversano la membrana in tutto il suo spessore, attraverso i quali le molecole viaggiano ad alta velocità.

Ci sono proteine ​​canale che sono permanentemente aperte, mentre altre possono essere chiuse, aprendosi a stimoli speciali.

- Proteine ​​di trasporto

Le proteine ​​di trasporto sono una classe di proteine ​​che facilita il movimento di molti ioni e molecole attraverso le membrane biologiche.

Queste proteine ​​interagiscono direttamente con i substrati che trasportano e questa interazione genera cambiamenti conformazionali nella loro struttura, per cui il trasporto è delicatamente selettivo e più lento rispetto agli altri due tipi descritti.

Tipi di proteine ​​di trasporto

Nella letteratura scientifica, è comune trovare testi che fanno riferimento a tre tipi di proteine ​​trasportatrici: symporter, anti-carrier e uni-carrier.

Il symport e l'antisport hanno a che fare con il movimento simultaneo di due molecole. Ciò accoppia il movimento di uno di essi contro il suo gradiente di concentrazione o potenziale elettrico con il movimento dell'altro (o più) a favore del suo gradiente (solitamente ioni).

Nello specifico, symport collabora con il trasporto di due molecole nella stessa direzione, mentre l'anti-supporto prevede il movimento di una molecola in una direzione e un'altra nella direzione opposta.

L'uniport è la classe più semplice di trasporto di membrana, poiché consiste nel trasporto di una singola molecola alla volta ea favore del suo gradiente di concentrazione, quindi si può dire che in qualche modo facilita la semplice diffusione.

Le proteine ​​unicarrier sono, ad esempio, quelle che trasferiscono zuccheri, amminoacidi e nucleotidi dall'esterno all'interno delle cellule animali.

Alcuni batteri, piante ed eucarioti inferiori possiedono rappresentanti di una superfamiglia di proteine ​​di trasporto, i cui membri catalizzano sia unport, symport che antport. Questa superfamiglia è conosciuta come la "grande superfamiglia facilitatrice".

caratteristiche

Le proteine ​​unicarrier accelerano il movimento delle molecole da un lato all'altro della membrana plasmatica.

Questo movimento è energeticamente favorevole, poiché le molecole vengono trasportate a favore del loro gradiente di concentrazione, cioè da dove c'è “di più” a dove c'è “di meno”. Per questo motivo uniport è spesso considerato una tipologia di diffusione facilitata o trasporto agevolato.

Alcune caratteristiche specifiche contraddistinguono questo tipo di trasporto:

- La velocità di passaggio di una molecola da una parte all'altra, a favore del suo gradiente attraverso una proteina unicarrier, è maggiore di quella che avverrebbe per semplice diffusione.

- Come per tutti i trasporti catalizzati dai trasportatori (inclusi symport e antport), uniport è specifico, poiché ogni proteina riconosce una particolare molecola.

- A differenza della semplice diffusione, uniport avviene in appositi siti di membrana (dove si trovano le proteine ​​trasportatrici) e, essendo presente un numero limitato di proteine, ha una velocità massima, definita dal numero di trasportatori e dalla concentrazione del substrato trasportato.

tipi

Le proteine ​​unicarrier, secondo Woelfersberger (1994), possono essere classificate come canali e come trasportatori o "trasportatori".

Canali

Come si può capire dall'affermazione precedente, le proteine ​​del canale rientrano nella classificazione delle proteine ​​trasportatrici unicarrier. Questi tipi di proteine ​​sono fondamentalmente pori idrofili (legati all'acqua) che attraversano la membrana e attraverso i quali l'acqua e altri soluti possono muoversi per diffusione, poiché avviene a favore del loro gradiente di concentrazione.

L'interno o il lume di ciascun canale proteico è organizzato nella membrana in modo tale da essere accessibile contemporaneamente a entrambi i lati della membrana.

Trasportatori o

I trasportatori o trasportatori sono anche proteine ​​transmembrana che formano una sorta di condotto attraverso l'intero spessore delle membrane cellulari. Tuttavia, sebbene abbiano siti di legame del substrato su entrambi i lati della membrana, non sono contemporaneamente esposti.

Per questo motivo i trasportatori possono facilitare il movimento in entrambe le direzioni e anche il controtrasporto, mentre le proteine ​​del canale no.

Esempi

Tra gli esempi più rappresentativi dell'uniport c'è il caso del trasporto del glucosio attraverso la membrana plasmatica delle cellule di mammifero. Questo trasporto è catalizzato da un gruppo di proteine ​​noto come GLUT (per l'acronimo in inglese di Glucose Transporter).

Struttura cristallina di GLUT1, un trasportatore di glucosio delle membrane cellulari animali dei mammiferi (Fonte: A2-33 tramite Wikimedia Commons)

Sono proteine ​​transmembrana composte da una catena peptidica che attraversa la membrana plasmatica almeno 12 volte e che ha siti di legame per il glucosio sia all'esterno che all'interno.

Questo tipo di proteina ha due conformazioni, una quando non è legata al glucosio e l'altra quando è legata ad esso. I cambiamenti conformazionali in queste proteine ​​sono reversibili e casuali e dipendono dal legame del glucosio.

Inoltre, catalizzano il trasporto in entrambe le direzioni, a seconda della concentrazione di glucosio su uno o l'altro lato della membrana.

Riferimenti

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