мембранний транспорт

1. Транспорт крізь ліпідний бішар (проста дифузія) і транспорт за участю мембранних білків [ правити...
2. Робота натрій-калієвої АТФази як приклад антипорта і активного транспорту [ правити | правити код ]

Мембранний транспорт - транспорт речовин крізь клітинну мембрану в клітку або з клітини, що здійснюється за допомогою різних механізмів - простий дифузії , Полегшеної дифузії і активного транспорту.

Найважливіша властивість біологічної мембрани складається в її здатності пропускати в клітку і з неї різні речовини. Це має велике значення для саморегуляції і підтримки постійного складу клітини. Така функція клітинної мембрани виконується завдяки виборчої проникності, тобто здатності пропускати одні речовини і не пропускати інші.

Транспорт крізь ліпідний бішар (проста дифузія) і транспорт за участю мембранних білків [ правити | правити код ]

Найлегше проходять через ліпідний бішар неполярні молекули з малою молекулярною масою (кисень, азот, бензол). Досить швидко проникають крізь ліпідний бислой такі дрібні полярні молекули, як вуглекислий газ, оксид азоту, вода, сечовина. З помітною швидкістю проходять через ліпідний бішар етанол і гліцерин, а також стероїди і тиреоїдні гормони. Для більших полярних молекул (глюкоза, амінокислоти), а також для іонів ліпідний бішар практично непроникний, так як його внутрішня частина гидрофобна. Так, для води коефіцієнт проникності (См / с) становить близько 10-2, для гліцерину - 10-5, для глюкози - 10-7, а для одновалентних іонів - менше 10-10.

Перенесення великих полярних молекул і іонів відбувається завдяки білків-каналів або білків-переносників [1] . Так, в мембранах клітин існують канали для іонів натрію, калію і хлору, в мембранах багатьох клітин - водні канали аквапоріни , А також білки-переносники для глюкози, різних груп амінокислот і багатьох іонів.

пасивний транспорт - транспорт речовин по градієнту концентрації , Що не вимагає витрат енергії. Пасивно відбувається транспорт гідрофобних речовин крізь ліпідний бішар. Пасивно пропускають через себе речовини все білки-канали і деякі переносники. Пасивний транспорт за участю мембранних білків називають полегшеною дифузією.

Інші білки-переносники (їх іноді називають білки-насоси) переносять через мембрану речовини з витратами енергії, яка зазвичай поставляється при гідролізі АТФ. Цей вид транспорту здійснюється проти градієнта концентрації переноситься речовини і називається активним транспортом .

Мембранний транспорт речовин різниться також у напрямку їх переміщення та кількості їх переносите даними переносником речовин:

• 1) Уніпорт - транспорт однієї речовини в одному напрямку в залежності від градієнта
• 2) симпорт - транспорт двох речовин в одному напрямку через один переносник.
• 3) антіпорт - переміщення двох речовин в різних напрямках через один переносник.

Уніпорт здійснює, наприклад, потенціал-залежний натрієвий канал, через який в клітку під час генерації потенціалу дії переміщаються іони натрію.

Симпорт здійснює переносник глюкози, розташований на зовнішній (зверненій в просвіт кишечника) стороні клітин кишкового епітелію. Цей білок захоплює одночасно молекулу глюкози і іон натрію і, змінюючи конформацію, переносить обидві речовини всередину клітини. При цьому використовується енергія електрохімічного градієнта, який, в свою чергу, створюється за рахунок гідролізу АТФ натрій-калієвої АТФ-азой.

Антіпорт здійснює, наприклад, натрій-калієва АТФаза (або натрій-залежна АТФаза). Вона переносить в клітку іони калію. а з клітини - іони натрію.

Робота натрій-калієвої АТФази як приклад антипорта і активного транспорту [ правити | правити код ]

Спочатку цей переносник приєднує з внутрішньої сторони мембрани три іона N a + {\ displaystyle Na ^ {+}} . Ці іони змінюють конформацію активного центру АТФази. Після такої активації АТФаза здатна гідролізувати одну молекулу АТФ, причому фосфат-іон фіксується на поверхні переносника з внутрішньої сторони мембрани.

Виділилася енергія витрачається на зміну конформації АТФази, після чого три іона N a + {\ displaystyle Na ^ {+}} і іон P O 4 3 - {\ displaystyle PO_ {4} ^ {3-}} (Фосфат) виявляються на зовнішній стороні мембрани. Тут іони N a + {\ displaystyle Na ^ {+}} отщепляются, а P O 4 3 - {\ displaystyle PO_ {4} ^ {3-}} заміщується на два іона K + {\ displaystyle K ^ {+}} . Потім конформація переносника змінюється на первинну, і іони K + {\ displaystyle K ^ {+}} виявляються на внутрішній стороні мембрани. Тут іони K + {\ displaystyle K ^ {+}} отщепляются, і переносник знову готовий до роботи.

Більш коротко дії АТФази можна описати так:

У підсумку в позаклітинному середовищі створюється висока концентрація іонів N a + {\ displaystyle Na ^ {+}} , А всередині клітини - висока концентрація K + {\ displaystyle K ^ {+}} . Робота N a + {\ displaystyle Na ^ {+}} , K + {\ displaystyle K ^ {+}} - АТФаза створює не тільки різниця концентрацій, а й різниця зарядів (вона працює як електрогенний насос). На зовнішній стороні мембрани створюється позитивний заряд, на внутрішній - негативний.

• основи цитології
• Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. Та ін. Молекулярна біологія клітини. У 3-х т.т. М., Мир, 1994
• Генніс Р. біомембран. Молекулярна структура та функції. М., Мир, 1997.
• А. О. Рувинский і ін. Загальна біологія. Підручник для 10-11 класів з поглибленим вивченням біології. М., Просвітництво, 1993.