Pregunta de transporte activo y pasivo

Si se encuentra un elemento, ion o molécula en una célula, ¿es posible saber qué método de transporte se utilizó? por ejemplo, si se encuentra un ion de hidrógeno o sodio en la célula, ¿podría decir si llegó allí por difusión, difusión facilitada, endocitosis, pinocitosis, etc.? Si no, ¿podría al menos reducir el número de métodos de transporte que podría haber utilizado?

Estoy muy interesado en qué sustancias se dejan pasar a través de la membrana celular y por qué método.

¿Cómo debería poder distinguir cómo un determinado átomo o molécula entró en la célula? No tienen una etiqueta adhesiva que diga "superó la Na-K-ATPasa".

Respuestas (1)

¡Bienvenido a BioSE! Como mencionó @Chris, los átomos y las moléculas transportados generalmente no conservan un registro de su historia pasada, por lo que con solo mirar una molécula en la célula, en general, no se puede saber cómo llegó a la célula (una excepción podría ser proteínas que tienen alguna modificación química que les permite ser importados a través de un mecanismo específico, como el sistema de recaptación de la enzima manosa-6-fosfato ). Para inferir si una molécula ingresa típicamente a una célula por un método particular, deberá realizar varios tipos diferentes de experimentos. Voy a enumerar algunos de la parte superior de mi cabeza. Nota para otros colaboradores de SE:Dado que esta no es mi área de especialización, no estoy seguro de cuán factibles son algunos de estos experimentos o cómo se realizan normalmente, ¡así que edite mi respuesta para que sea más precisa!

  • Difusión Si desea saber si algo puede difundirse a través de una membrana, la forma más sencilla sería probarlo in vitro. Una forma en que me puedo imaginar haciendo esto es usar una bicapa de fosfolípidos para separar dos compartimentos: uno con la molécula de interés y otro sin ella. Al medir la concentración de su molécula que se transfiere de un compartimento al otro, puede ver si su molécula puede difundirse a través de una bicapa lipídica. Tenga en cuenta que esto solo le dirá si la difusión es posible para su molécula. Puede ser que las células tengan formas de evitar activamente que su molécula se difunda a través de sus membranas, lo que no podría saber con este ensayo.
  • Endocitosis o pinocitosisUna forma de evaluar si su molécula es absorbida por endocitosis o pinocitosis sería eliminar (genéticamente o con un fármaco inhibidor) estos procesos en su célula y ver si su molécula de interés aún termina en la célula. Según el contexto de la molécula que le interese, es posible que pueda simplemente colocar células en solución con su molécula de interés y medir la concentración de la molécula fuera de las células a lo largo del tiempo. Puede comparar la cantidad de su molécula que se pierde de la solución cuando las células no pueden endocitar y comparar cuando pueden; si su molécula permanece cuando las células entran en endocitosis, tiene alguna indicación de que el proceso es necesario. Tenga en cuenta que también tendría que haber muchos otros controles para este experimento: p. asegurándose de que el efecto que observa sea causado específicamente por la inhibición de la endocitosis. Dado que la endocitosis y la pinocitosis forman vesículas intermedias que contienen la partícula de interés, una verificación para ver si la endocitosis podría ser razonable es ver si puede ver vesículas que contienen la molécula de interés en la célula. Por supuesto, esto requiere un método para poder visualizar su molécula de interés (¿quizás es fluorescente o puede modificarse con un marcador fluorescente? ¿O tal vez hay una proteína fluorescente que se une a su molécula y puede cambiar de color al unirse? Estas cosas todos existen, solo dependen de su molécula y contexto particular). una verificación para ver si la endocitosis podría ser razonable es ver si puede ver vesículas que contengan su molécula de interés en la célula. Por supuesto, esto requiere un método para poder visualizar su molécula de interés (¿tal vez es fluorescente o puede modificarse con un marcador fluorescente? ¿O tal vez hay una proteína fluorescente que se une a su molécula y puede cambiar de color al unirse? Estas cosas todos existen, solo dependen de su molécula y contexto particular). una verificación para ver si la endocitosis podría ser razonable es ver si puede ver vesículas que contengan su molécula de interés en la célula. Por supuesto, esto requiere un método para poder visualizar su molécula de interés (¿quizás es fluorescente o puede modificarse con un marcador fluorescente? ¿O tal vez hay una proteína fluorescente que se une a su molécula y puede cambiar de color al unirse? Estas cosas todos existen, solo dependen de su molécula y contexto particular).
  • Canales de transporte: De manera similar, ¿cómo cambia la captación de su molécula cuando inhibe o elimina de la célula un tipo particular de canal? Puede medir esto de una manera similar a la viñeta anterior.

  • Transporte activo frente a pasivo: si quisiera ver si la absorción de su molécula requiere transporte activo, podría intentar inhibir la síntesis de ATP con un fármaco y ver si el transporte de su molécula disminuye con el tiempo. Tenga en cuenta que, en general, esto no es bueno para la célula (¡en serio!), por lo que es posible que también deba tener más controles para esto, tal vez mostrando que el transporte de una molécula conocida por viajar por transporte pasivo no se ve afectado en la escala de tiempo que usted estamos mirando, por ejemplo.

Esta lista no es exhaustiva, pero espero que le dé una idea del tipo de experimentos y formas de pensar que podría usar para resolver esto. Algunos pensamientos generales:

Esto tiende a ser caso por caso. Si bien el tipo de experimentos que puede realizar para determinar el modo de transporte de diferentes moléculas son similares, los controles que tendrá que realizar para reforzar sus conclusiones realmente dependerán del sistema involucrado, qué tipo de efecto tiene una molécula en sus células. , si su célula importa y exporta esta molécula, bajo qué circunstancias puede esperar que la célula absorba esta molécula (para que tenga una forma de activar las células para que absorban esta molécula para su experimento). No conozco un método completamente genérico para resolver este tipo de preguntas.

Es importante poder medir la abundancia de su molécula. Todos los experimentos anteriores se basan en poder medir la concentración de su molécula, ya sea fuera o dentro de la célula. A menudo, esto es más fácil si puede modificar su molécula para que sea visible en un microscopio o espectrofotómetro, pero independientemente de cómo lo haga, necesita un ensayo bueno, fiable y sólido para sacar conclusiones sólidas con este ensayo.

Los controles son realmente importantes. Pensar en todas las diferentes posibilidades alternativas y tratar de encontrar formas de descartarlas es el corazón de la ciencia experimental. Afortunadamente, ¡a menudo también es gratificante y estimulante! Ciertamente me divertí pensando en esto.

¡Toda la suerte!