Membránový transport

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 28. srpna 2019; kontroly vyžadují 15 úprav .

Membránový transport - transport látek přes buněčnou membránu do buňky nebo z buňky, prováděný různými mechanismy - jednoduchá difúze , usnadněná difúze a aktivní transport.

Nejdůležitější vlastností biologické membrány je její schopnost propouštět různé látky do buňky a z buňky. To má velký význam pro samoregulaci a udržení stálého složení buňky. Tato funkce buněčné membrány se uskutečňuje díky selektivní permeabilitě , tedy schopnosti propouštět některé látky a jiné ne.

Transport přes lipidovou dvojvrstvu (jednoduchá difúze) a transport za účasti membránových proteinů

Nejjednodušším způsobem, jak projít lipidovou dvojvrstvou, jsou nepolární molekuly s malou molekulovou hmotností (kyslík, dusík, benzen). Takové malé polární molekuly jako oxid uhličitý, oxid dusnatý, voda a močovina rychle pronikají lipidovou dvojvrstvou . Ethanol a glycerol, stejně jako steroidy a hormony štítné žlázy, procházejí lipidovou dvojvrstvou se znatelnou rychlostí. Pro větší polární molekuly (glukóza, aminokyseliny), stejně jako pro ionty, je lipidová dvojvrstva prakticky nepropustná, protože její vnitřní část je hydrofobní. Pro vodu je tedy koeficient propustnosti (cm/s) asi 10 −2 , pro glycerol - 10 −5 , pro glukózu - 10 −7 a pro jednomocné ionty - méně než 10 −10 .

K přenosu velkých polárních molekul a iontů dochází díky kanálovým proteinům nebo nosným proteinům [1] . Takže v buněčných membránách jsou kanály pro ionty sodíku, draslíku a chlóru, v membránách mnoha buněk jsou vodní kanály aquaporiny , stejně jako nosné proteiny pro glukózu, různé skupiny aminokyselin a mnoho iontů.

Aktivní a pasivní transport

Pasivní transport je transport látek po koncentračním gradientu , který nevyžaduje energii. Hydrofobní látky jsou pasivně transportovány přes lipidovou dvojvrstvu. Všechny proteinové kanály a některé nosiče procházejí látky pasivně přes sebe. Pasivní transport zahrnující membránové proteiny se nazývá facilitovaná difúze.

Jiné nosné proteiny (někdy nazývané pump proteiny) transportují látky přes membránu na úkor energie, která je obvykle dodávána hydrolýzou ATP. Tento druh transportu se uskutečňuje proti koncentračnímu gradientu nesené látky a nazývá se aktivní transport .

Symport, antiport a uniport

Membránový transport látek se také liší směrem jejich pohybu a množstvím látek nesených tímto nosičem:

1) Uniport - transport jedné látky jedním směrem v závislosti na gradientu
2) Symport - přeprava dvou látek jedním směrem přes jeden nosič.
3) Antiport - pohyb dvou látek různými směry přes jeden nosič.

Uniport poskytuje např. napěťově závislý sodíkový kanál, kterým se sodíkové ionty pohybují do buňky při generování akčního potenciálu.

Symport se provádí glukózovým transportérem umístěným na vnější (směrem ke střevnímu lumenu) straně buněk střevního epitelu. Tento protein současně zachycuje molekulu glukózy a sodíkový iont a změnou své konformace přenáší obě látky do buňky. V tomto případě se využívá energie elektrochemického gradientu, který naopak vzniká hydrolýzou ATP sodno-draselnou ATP-ázou.

Antiport se provádí například sodno-draslíkovou ATPázou (nebo sodíkově dependentní ATPázou). Transportuje draselné ionty do buňky. a sodíkové ionty ven z buňky.

Práce sodno-draselné ATPázy jako příklad antiportu a aktivního transportu

Zpočátku tento nosič přichytí tři ionty na vnitřek membrány . Tyto ionty mění konformaci aktivního místa ATPázy. Po takové aktivaci je ATPáza schopna hydrolyzovat jednu molekulu ATP a fosfátový iont je fixován na povrch nosiče zevnitř membrány. $Na^+$

Uvolněná energie je vynaložena na změnu konformace ATPázy, po které jsou na vnější straně membrány tři ionty a ion (fosfát). Zde jsou ionty odštěpeny a nahrazeny dvěma ionty . Poté se konformace nosiče změní na původní a ionty jsou na vnitřní straně membrány. Zde se ionty odštěpí a nosič je opět připraven k práci. $Na^+$ $PO_{4}^{{3-}}$ $Na^+$ $PO_{4}^{{3-}}$ $K^{+}$ $K^{+}$ $K^{+}$

Stručně řečeno, působení ATPázy lze popsat následovně:

1) „Vezme“ tři ionty z vnitřku buňky , poté rozdělí molekulu ATP a připojí k sobě fosfát $Na^+$
2) "Vypustí" ionty do vnějšího prostředí a připojí tam dva ionty . $Na^+$ $K^{+}$
3) Odpojí fosfát, hodí dva ionty do buňky $K^{+}$

V důsledku toho vzniká vysoká koncentrace iontů v extracelulárním prostředí a vysoká koncentrace se vytváří uvnitř buňky . Práce , - ATPáza vytváří nejen rozdíl v koncentracích, ale také rozdíl v nábojích (funguje jako elektrogenní pumpa). Kladný náboj se vytváří na vnější straně membrány a záporný náboj na vnitřní straně. $Na^+$ $K^{+}$ $Na^+$ $K^{+}$

Viz také

Poznámky

↑ BIOLOGICKÉ MEMBRÁNY Archivováno 17. března 2009 na Wayback Machine – www.biochemistry.ru

Literatura

Transport iontů / Antonov V. F. // Velká lékařská encyklopedie : ve 30 svazcích / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie , 1985. - T. 25: Tenius - Oxid uhličitý. — 544 s. : nemocný.
Iontové pumpy / Magazanik L. G. // Velká ruská encyklopedie : [ve 35 svazcích] / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
Iontové kanály / Magazanik L. G. // Velká ruská encyklopedie : [ve 35 svazcích] / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
Transport látek // Velkoruská encyklopedie : [ve 35 svazcích] / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
Vodní režim rostlin / Dmitrieva G. A. // Velká ruská encyklopedie : [ve 35 svazcích] / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
Biologické membrány / Ivanov I. I. // Velká lékařská encyklopedie : ve 30 svazcích / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie , 1981. - T. 15: Melanom - Mudrov. — 576 s. : nemocný.
Propustnost / Antonov V. F., Alekseev O. V. // Velká lékařská encyklopedie : ve 30 svazcích / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie , 1983. - T. 21: Prednisolon - Rozpustnost. — 560 str. : nemocný.
Alberts B. , Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson JD Molecular Biology of the Cell / 2. vydání // New York, London: Garland Publishing, Inc., 1989. ISBN 0- 8240- 3965-6 . (Molekulární biologie buňky / Přeloženo do ruštiny, ve 3 dílech, 2. vyd., revidováno a doplněno. Edited by G.P. Georgiev , Yu.S. Chentsov // M.: Mir . ISBN 5-03-001985-5 Volume 1 : 1994. - 517 s., il., ISBN 5-03-001985-5 . Svazek 2: 1993. - 539 s., il., ISBN 5-03-001987- 1. Svazek 3: 1994. - 504 s. ., ill., ISBN 5-03-001985-5 ).
Biomembrány Gennis RB . Molekulární struktura a funkce // Berlín, Heidelberg, New York, Tokio: Springer-Verlag New York Inc., 1989. ISBN 0-387-96760-5 . (Biomembrány: Molekulární struktura a funkce / Do ruštiny přeložili L. I. Barsukova, A. Ya. Mulkidzhanyan, A. L. Semeikina, V. D. Sledya // M .: Mir , 1997. - 624 s., il. ISBN 5-03-002419- ).
A. O. Ruvinsky a další Obecná biologie. Učebnice pro ročníky 10-11 s hloubkovým studiem biologie. M., Vzdělávání, 1993.

Odkazy

Základy cytologie

Membránový transport

Mechanismy pro transport chemikálií přes buněčnou membránu

Pasivní doprava

Difúze
Usnadněné šíření
Osmóza
iontové kanály
dopravci

aktivní transport

cytóza

Endocytóza	Efferocytóza Fagocytóza pinocytóza Potocytóza Endocytóza zprostředkovaná receptory Transcytóza
Exocytóza	Degranulace