Receptores elípticos de membrana: la clave para una absorción efectiva

  • Lic. Jason Brandon Peña Muñoz Departamento de Física Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
  • Dr. Leonardo Dagdug Lima Departamento de Física Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa
Palabras clave: Células, membranas, difusión, modelos biológicos, biofísica, quimiorreceptores

Resumen

Los modelos de transporte de moléculas estudiados a través de la difusión ofrecen un panorama importante para la descripción de los fenómenos microscópicos en la naturaleza. En este artículo se presentan algunos modelos de quimiorrecepción, desde el absorbente esférico perfecto, el uso del disco de Weber, y el enfoque de Berg y Purcell, hasta la solución generalizada de Zwanzig y Szabo, que considera el efecto de interferencia y los receptores parcialmente absorbentes. Se presenta una discusión sobre las condiciones bajo las cuales este efecto es realmente necesario. Posteriormente extrapolamos la solución de Dudko usando una comparación dimensional para la constante de corriente de difusión asociada a receptores de forma arbitraria en una célula esférica y contrastamos la eficiencia de absorción en quimiorreceptores circulares y elípticos usando como referencia al absorbente esférico perfecto. Se encontró que la geometría elíptica ofrece un modelo plausible en la anatomía celular, un resultado que podría explicar la variación de estructura en los quimiorreceptores y los cambios fisiológicos observados en las membranas celulares.

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Citas

Berg, H C. (1983). Random Walks in Biology. New jersey, USA: Princeton University Press.

Berg, H. C. & Purcell, E. M. (1977). Physics of chemoreception. Biophysical Journal, 20(2), 193-219. doi:10.1016/s0006- 3495(77)85544-6

Berezhkovskii, A. M., Dagdug, L., Lizunov, V. A., Zimmerberg, J. & Bezrukov, S. M. (2012). Communication: Clusters of absorbing disks on a reflection wall: Competition for diffusing particles. The Journal of Chemical Physics, 136(21), 211102. doi:10.1063/1.4726015

Dagdug, L., Vázquez, M.-V., Berezhkovskii, A. M., & Zitserman, V. Y. (2016). Boundary homogenization for a sphere with an absorbing cap of arbitrary size. The Journal of Chemical Physics, 145(21), 214101. doi:10.1063/1.4968598

Douglas A. Lauffenburger, Jennifer J. Linderman. (1993). Receptors Models for Binding, Trafficking and Signaling. New York, USA: Oxford University Press.

Dudko, O.k., Berezhkovskii, A. M. & Weiss, G. H. (2004). Rate constant for diffusion-influenced ligand binding to receptors of arbitrary shape on a cell surface. The Journal of Chemical Physics, 121(3), 1562-1565. doi:10.1063/1.1763137

Eliezer Braun. (1995). Un Movimiento en Zigzag. México, DF: Fondo de Cultura Económica

Galanti, Marta & Fanelli, Duccio & Traytak, Sergey & Piazza, Francesco. (2018). Diffusion to Capture and the Concept of Diffusive Interactions.

Northrup, S. H. (1988). Diffusion-controlled ligand binding to multiple competing cell-bound receptors. The Journal of Physical Chemistry, 92(20), 5847–5850. doi:10.1021/j100331a060

Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V. y Jackson, R. B. (2011). Cell communication. Campbell biology (210-231). San Francisco, CA: Pearson.

R. Phillips, J. Kondev, J. Theriot, H. G. Garcia. (2013). Physical Biology of the Cell. New York, USA: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC.

Shah, M. M. (2014). Dendrites. Encyclopedia of the Neurological Sciences, 970. doi:10.1016/b978-0-12-385157-4.00056-7

Shoup, D. & Szabo, A. (1982). Role of diffusion in ligand binding to macromolecules and cell-bound receptors. Biophysical Journal,40(1), 33-39.doi:10.1016/s0006- 3495(82)84455-x

Stephanie E. Bronson, Christine Konradi (2010) in Handbook of Behavioral Neuroscience.

Zwanzig, R. (1990). Diffusion-controlled ligand binding to spheres partially covered by receptors: an effective medium treatment. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi:10.1073/pnas.87.15.5856

Zwanzig, R. & Szabo, A. (1991). Time dependent rate diffusion-influenced ligand binding to receptors on cell surfaces. Biophysical journal, 60(3), 671-678. doi:10.1016/s0006-3495(91)82096-3
Publicado
2022-03-29
Cómo citar
Peña Muñoz, J. B., & Dagdug Lima, L. (2022). Receptores elípticos de membrana: la clave para una absorción efectiva. Contactos, Revista De Educación En Ciencias E Ingeniería, (123), 42-57. Recuperado a partir de https://contactos.izt.uam.mx/index.php/contactos/article/view/181
Sección
Artículos