/ הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה. סוגי התחבורה הפעילה של חומרים דרך הממברנה

הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה. סוגי התחבורה הפעילה של חומרים דרך הממברנה

תא - היחידה המבנית של כל היצורים החייםהכוכב שלנו ומערכת פתוחה. משמעות הדבר היא כי עבור פעילות חיונית שלה, חילופי מתמיד של חומרים ואנרגיה עם הסביבה הוא הכרחי. החלפה זו מתבצעת באמצעות הממברנה - גבול התאים הראשי, אשר נועד לשמור על שלמותה. זה דרך הממברנה כי המטבוליזם הסלולר מתרחש וזה הולך גם על ידי שיפוע הריכוז של חומר או נגדו. תחבורה אקטיבית דרך הממברנה הציטופלסמה היא תהליך מורכב ואנרגיה אינטנסיבית.

תחבורה אקטיבית

ממברנה - מחסום וסככה

הקרום cytoplasmic הוא חלקרבים organelles הסלולר, plastids ו inclusions. המדע המודרני מבוסס על מודל פסיפס נוזלי של מבנה הממברנה. הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה אפשרי בשל המבנה הספציפי שלה. הבסיס של הממברנות יוצר bilayer שומנים - בעיקר phospholipids, הממוקם על פי תכונות הידרופיליות הידרופובי שלהם. המאפיינים העיקריים של bilayer השומנים הם נזילות (היכולת לבנות ולאבד טלאים), הרכבה עצמית ואסימטריה. המרכיב השני של הממברנה הוא חלבונים. תפקידיהם מגוונים: תחבורה אקטיבית, קליטה, תסיסה, הכרה.

החלבונים מסודרים הן על פני השטח של הממברנות,ובפנים, וכמה מהם חודרים אליה כמה פעמים. המאפיין של חלבונים בקרום הוא היכולת לעבור מצד אחד של הממברנה לקפיצה השנייה ("פליפ פלופ"). ואת הרכיב האחרון הוא שרשראות הסוכריד ו polysaccharide של פחמימות על פני השטח של ממברנות. תפקידיהם עדיין שנויים במחלוקת היום.

הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה

סוגי התחבורה הפעילה של חומרים דרך הממברנה

העברה כזו של חומרים באמצעותאת הממברנה של התא כי הוא נשלט, מתרחשת עם עלויות האנרגיה הולך נגד שיפוע הריכוז (חומרים מועברים מאזור ריכוז נמוך לאזור ריכוז גבוה). בהתאם לסוג של מקור אנרגיה משמש, את הדרכים הבאות של תחבורה מובחנים:

  • פעיל בעיקר (מקור אנרגיה - הידרוליזה של אדנוזין חומצה triphosphate ATP כדי אדנוזין diphosphoric ADP).
  • פעיל שנית (זה מובטחת על ידי האנרגיה המשנית נוצר כתוצאה של המבצע של מנגנוני התחבורה הפעילה העיקרית של חומרים).

הובלה אקטיבית של חומרים

עוזרי חלבון

וגם הראשון, במקרה השני תחבורהזה בלתי אפשרי ללא חלבונים נושא. חלבוני התחבורה הללו הם ספציפיים מאוד ומיועדים להעברת מולקולות מסוימות, ולפעמים אפילו למגוון מסוים של מולקולות. זה הוכח באופן ניסיוני על גנים חיידקים מוטציה, אשר הובילה לחוסר יכולת של תחבורה פעילה דרך הממברנה של פחמימות מסוים. חלבונים המוליכים טרנסממברניים יכולים להיות וקטורים בעצמם (הם פועלים עם מולקולות ומובילים אותו ישירות דרך הממברנה) או מייצרים את הערוץ (יצירת נקבוביות בקרום הפתוח לחומרים ספציפיים).

תחבורה פעילה דרך קרום

משאבת סודיום ואשלגן

הדוגמה הנחקרת ביותר של פעילות ראשיתהובלת חומרים באמצעות הממברנה היא משאבת + +, + K +. מנגנון זה מספק הבדל בריכוזים של Na + ו K + יונים משני צידי הממברנה, אשר יש צורך לשמור על הלחץ האוסמוטי בתא תהליכים מטבוליים אחרים. Transmembrane חלבון נושאת - נתרן אשלגן ATP-ase - מורכב משלושה חלקים:

  • בצד החיצוני של הממברנה, חלבון יש שני קולטנים עבור יונים אשלגן.
  • בצד הפנימי של הממברנה שלושה קולטנים ליונים נתרן.
  • החלק הפנימי של החלבון מאופיין בפעילות ה- ATP.

כאשר שני יונים אשלגן שלושה יונים נתרןלקשור את קולטני החלבון משני צדי הממברנה, פעילות ה- ATP כלולה. המולקולה ATP הוא hydrolyzed כדי ADP עם שחרור של אנרגיה, אשר הוצא להעביר את יונים אשלגן פנימה, ואת יונים נתרן החיצוני של הממברנה cytoplasmic. ההערכה היא כי היעילות של משאבה כזו היא יותר מ 90%, וזה כשלעצמו הוא די מפתיע.

לעיון:היעילות של מנוע הבעירה הפנימית היא כ 40%, חשמל - עד 80%. זה מעניין כי המשאבה יכולה גם לפעול בכיוון ההפוך לשמש התורם פוספט לסינתזה של ה- ATP. עבור תאים מסוימים (למשל, נוירונים), עד 70% של האנרגיה הכוללת הוא נצרך כדי להסיר נתרן מהתא ושופכים יונים אשלגן. משאבות עבור סידן, כלור, מימן וכמה קטיונים אחרים (יונים עם חיוב חיובי) לעבוד על אותו עיקרון של תחבורה פעילה. עבור אניונים (יונים טעונים שלילי) משאבות כאלה לא מזוהים.

סוגים של הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה

הובלת פחמימות וחומצות אמינו

דוגמה של תחבורה פעיל משני יכול להיותיועבר ברמת הגלוקוז לתא, חומצות אמינו, יוד, ברזל, וחומצת שתן. כתוצאת משאבת אשלגן-נתרן יוצרת שיפוע של ריכוזים של נתרן: ריכוז גבוה בחוץ ובפנים - הוא נמוך (לפעמים 10-20 פעמים). נתרן נוטה לפזר את התא ואת האנרגיה של דיפוזיה זה יכול לשמש להובלת חומרים אל מחוץ. מנגנון זה נקרא cotransport המצומד או תחבורה פעילה. במקרה זה, קיימים שני הקולטן חלבון העברה עם החלק המרכזי של אחד החיצוני עבור נתרן, ועוד - עבור הפריט הועבר. רק לאחר הפעלת שני חלבון קולטן עוברת שינויים מרחביים, דיפוזיה אנרגיה של נתרן לתוך התא נכנס מועבר חומר נגד מפל הריכוזים.

סוגים של הובלה אקטיבית של חומרים דרך הממברנה

ערך התחבורה הפעילה לתא

אם הדיפוזיה הרגילה של חומרים דרך הממברנהזרמו במשך זמן רב ככל שרצו, הריכוז שלהם בחוץ ובתוך התא היה מתמתן. וזה מוות למוות. אחרי הכל, כל התהליכים הביוכימיים חייבים להתרחש בסביבה של פוטנציאל הפוטנציאל החשמלי. ללא פעילות, בניגוד לשיפוע הריכוז, הובלת חומרים, נוירונים לא יוכלו להעביר דחף עצבי. תאי שריר יאבדו את היכולת להתכווץ. התא לא יוכל לשמור על הלחץ האוסמוטי וישתטח. ואת המוצרים של מטבוליזם לא יילקח. והורמונים לעולם לא ייכנסו לזרם הדם. אחרי הכל, אפילו אמבה מבזבז אנרגיה ויוצר הבדל פוטנציאלי על הממברנה שלה בעזרת משאבות יון אותו.

חדשות קשורות


תגובות (0)

הוסף תגובה