DICCIONARIO MÉDICO
Porina
Una porina es una proteína que atraviesa de lado a lado una membrana biológica y forma un canal por el que difunden, sin gasto de energía, agua, iones y otras moléculas pequeñas. Se encuentran en la membrana externa de las bacterias gramnegativas y en la membrana externa de las mitocondrias, dos estructuras que, pese a su distinto origen evolutivo, comparten una misma solución arquitectónica para dejar pasar sustancias de manera controlada. El nombre combina «poro», del griego poros, «paso» o «tránsito», con el sufijo «-ina», habitual en la nomenclatura química para designar proteínas y otras sustancias biológicas. La palabra describe con bastante literalidad su función: un conducto que atraviesa la membrana de parte a parte. A diferencia de otras proteínas de transporte, que reconocen y unen su sustrato antes de trasladarlo, la porina no distingue apenas entre las moléculas que deja pasar. Basta con que sean lo bastante pequeñas e hidrosolubles para atravesar el canal. Esa falta de especificidad es, precisamente, lo que la distingue de los transportadores y de los canales iónicos regulados. Todas las porinas comparten un mismo plegamiento: varias láminas beta antiparalelas se disponen formando un cilindro hueco, conocido como barril beta, que queda insertado en la membrana. En el interior del barril, a la altura de las láminas quinta y sexta, un asa de aminoácidos cargados se pliega hacia dentro del canal y define su diámetro efectivo, además de crear un campo eléctrico que orienta el paso de los solutos según su carga. En las bacterias gramnegativas, cada barril suele ensamblarse por tres, formando un trímero. Se calcula que una sola célula bacteriana puede llegar a tener del orden de cien mil moléculas de porina en su membrana externa, hasta el punto de representar en torno al 70 % de las proteínas de esa capa. Conviene distinguir entre las porinas generales, inespecíficas, y las de sustrato específico. Las primeras, como OmpF y OmpC en Escherichia coli, permiten el paso de un amplio abanico de solutos por debajo de un peso molecular determinado. Las segundas reconocen con preferencia un tipo de molécula: es el caso de la proteína LamB o «receptor del fago lambda», que facilita sobre todo la entrada de maltosa y maltodextrinas. En las mitocondrias existe un equivalente funcional, la porina mitocondrial o canal aniónico dependiente de voltaje, conocido por sus siglas en inglés VDAC. Su canal es algo más generoso que el de las porinas bacterianas: deja pasar moléculas de hasta 5.000 dalton entre el citosol y el espacio intermembrana, y su apertura y cierre están regulados por el voltaje a través de la membrana. Este parecido estructural entre orgánulos eucariotas y bacterias es uno de los argumentos que respaldan el origen endosimbionte de las mitocondrias. El término «porina» lo acuñó el bacteriólogo Hiroshi Nikaido en la Universidad de California en Berkeley, en el curso de sus trabajos sobre la membrana externa de las bacterias gramnegativas durante los años setenta. Nikaido y su equipo idearon un ensayo con liposomas que hinchaban o no según la capacidad de una determinada proteína para dejar pasar azúcares y otros solutos, un método sencillo que permitió calcular por primera vez el diámetro aproximado del canal de OmpF. La membrana externa de las bacterias gramnegativas actúa como una barrera adicional que no tienen las grampositivas, y buena parte de esa función de barrera depende de las porinas. Cuando una bacteria pierde una porina por mutación, o la sustituye por una variante de canal más estrecho, disminuye la entrada de determinados antibióticos, entre ellos varias quinolonas y carbapenémicos. Este mecanismo, distinto de la inactivación enzimática del fármaco, contribuye a la resistencia intrínseca de microorganismos como Pseudomonas aeruginosa o Acinetobacter baumannii. De «poro», del griego poros, y el sufijo «-ina», propio de la nomenclatura de proteínas y otras sustancias biológicas. No. También se encuentran en la membrana externa de las mitocondrias y, en algunos casos, de los cloroplastos, además de en ciertas bacterias grampositivas del grupo Mycolata. El bacteriólogo Hiroshi Nikaido, en sus estudios sobre la membrana externa bacteriana en la década de 1970. Precisión frente a indiscriminación, básicamente. El canal iónico selecciona qué ion deja pasar y suele abrirse o cerrarse en respuesta a un estímulo concreto; la porina deja pasar cualquier molécula pequeña e hidrosoluble que quepa por su canal. No. Una misma especie puede expresar varias porinas distintas, generales y específicas, y modular cuál predomina según las condiciones del medio, por ejemplo la osmolaridad o la disponibilidad de nutrientes.Qué es una porina
Estructura: el barril beta
Tipos de porina
Un poco de historia
Relevancia en la resistencia bacteriana
Preguntas frecuentes
¿De dónde viene la palabra porina?
¿Las porinas existen solo en bacterias?
¿Quién dio nombre a las porinas?
¿En qué se diferencia una porina de un canal iónico?
¿Todas las porinas de una misma bacteria son iguales?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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