Ahora, utilizando el modelo, es posible explicar las propiedades de las membranas biológicas. Como ejemplo se hará hincapié en dos:
· Selectividad.
· Transporte de material en contra de un gradiente de concentración.
La selectividad de las membranas celulares es fundamental para que existan los seres vivos, generalmente las membranas son la frontera que separa dos medios diferentes: La membrana celular de un organismo unicelular es la fase que está entre el exterior y el interior de éste, el medio interno es muy diferente al externo, pues hay compuestos que están mucho más concentrados en el interior o al revés. Este fenómeno solamente se puede explicar afirmando que la membrana es capaz de seleccionar qué moléculas pueden pasar a través de ella. Para que ocurran estas diferencias de concentraciones se requiere la integridad de la membrana; si se rompe o se le hace un hoyo, las diferencias de concentración en uno y otro lado de la membrana desaparecen pues entra en operación la difusión, ya que ahora las moléculas pueden pasar libremente.
Muchos compuestos apolares atraviesan directamente la fase hidrofóbica de los fosfolípidos, se diluyen en ella, y se mueven dependiendo de la concentración que exista en uno y otro lado. Sin embargo, las moléculas polares no atraviesan libremente la región apolar de la membrana. La selectividad es un atributo de la membrana, que es conferido por algunas proteínas específicas, las cuales forman parte de su estructura. A dichas proteínas se les llama acarreadores o transportadores y como su nombre lo dice, tienen la función de llevar solutos de un lado a otro de la membrana.
En un lado de la membrana, (X), un acarreador determinado, (A), reacciona de manera específica y reversiblemente, con las moléculas de algún soluto que se encuentra en el lado X, (Sx), el producto de esta reacción es un complejo acarreador – soluto en el lado X, (ASx). La proteína, abriendo un canal o girando, transporta al soluto hacia el otro lado de la membrana, (Y), quedando un complejo acarreador – soluto en el lado Y, (ASy). Después este complejo se rompe y el soluto queda libre en el lado Y. Figura 2.18.
Las reacciones que ocurren son las siguientes:
1: En el lado X de la membrana:
2: Ocurrencia del transporte de S, del lado X, hacia el lado Y:
3: Liberación del soluto en el lado Y:
A continuación se destacan algunas características de este tipo de procesos:
· Ni el soluto ni el acarreador sufren modificaciones químicas en este proceso. El primero es transportado de un compartimento a otro, el segundo retorna a su estado original y puede volver a iniciar un ciclo. (Fig. 2.18).
· El acarreador es muy específico para la molécula de soluto que puede unir. Tiene un sitio que le permite unir reversiblemente moléculas de un soluto y no de otros, aunque sean moléculas muy semejantes. El soluto adecuado tiene una estructura que le permite acoplarse al sitio específico del acarreador, el cual tiene una correspondencia espacial para lograr la unión.
· El soluto no puede atravesar libremente la membrana, generalmente son moléculas hidrofílicas, que son rechazadas por la fase hidrofóbica de la membrana.
Cualquier tipo de transporte que ocurre a través de una membrana, mediante un acarreador, se le llama transporte mediado. Cuando el transporte ocurre sin acarreador de por medio, como en la difusión, se llama no mediado.
En el fenómeno de la difusión puede existir o no una membrana, pero, cuando está presente, para que el soluto se difunda debe atravesarla. Si la membrana es impermeable al soluto, lo que se difunde es el solvente y en este caso se produce un proceso osmótico.