ما هو النقل النشط في علم الأحياء. النقل السلبي والنشط. مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

يتم استدعاء النقل النشط العمليات التي يجب أن يتحرك فيها الجزيء من خلال الغشاء، بغض النظر عن اتجاه تدرج تركيزها. في معظم الأحيان يحدث، منطقة IC مع تركيز أقل في منطقة ذات أعلى ويرافقه زيادة في الطاقة الحرة، والتي هي 5.71 LGC2 / C | KJ-Mol-1.

كما هو مبين سابق، هذه العملية نقل المواد من الأماكن ذات قيمة أصغر من الإمكانات الكهروكيميائية في الأماكن ذات قيمة كبيرة.

نظرا لأن النقل النشط في الغشاء يرافقه زيادة في طاقة GIBBS، فإنه لا يستطيع أن يذهب تلقائيا، وهذا هو، لمثل هذه العملية، من الضروري الاقتران مع بعض رد فعل التدفق التلقائي. بشكل عام، يمكن تنفيذ ذلك بطريقتين: 1) في الاقتران مع عملية التحلل المائي ATP، أي بسبب تكلفة الطاقة المخزنة في العلاقات الكبيرة؛ 2) بوساطة من قبل غشاء المحتملة و / أو التدرج من تركيز الأيونات في وجود غشاء شركات محددة.

في الحالة الأولى، يتم نقل النقل باستخدام مضخات أيون كهربائية تعمل بسبب الطاقة الحرة للتحليل المائي ATP. وهي مرتبطة بالأنظمة الخاصة للبروتينات المتكاملة وتسمى اتجاهات النقل. حاليا، هناك ثلاثة أنواع من مضخات الأيونات الكهربائية التي تنفذ الأيونات من خلال الغشاء: K + NA + - atpase، نظرا للطاقة التي تم إصدارها أثناء التحلل المائي لكل جزيء ATP، يتم نقل أيونان البوتاسيوم إلى الخلية وثلاثة صوديوم يتم إعادة تعيين الأيونات. في CA2 + - ATPAZ بسبب طاقة التحلل المائي، يتم نقل اثنين من أيونات الكالسيوم؛ في ح + - pompe - اثنين من البروتونات.

في الحالة الثانية، تعتبر مركبات المواد ثانوية، والتي تم التحقيق فيها ثلاث مخططات بعمق.

تلقى نقل أيون أحادي الاتجاه في مجمع مع شركة حاملة معينة اسم unport. في الوقت نفسه، يتم نقل تكلفة من خلال الغشاء أو معقد إذا كان جزيء الناقل إما إما، أو حاملة فارغة إذا تم تزويد النقل مع شركة شحن مشحونة. ستكون نتيجة النقل هي تراكم الأيونات عن طريق الحد غشاء المحتملةوبعد يلاحظ هذا التأثير في تراكم أيونات البوتاسيوم بحضور فالينيزين في الميتوكوندريا المتكامل.

نقل الأيونات المضادة بمشاركة جزيء واحد - تلقى الناقل اسم مضادات الأوتار. يفترض أن جزيء الناقل يشكل مجمع قوي مع كل من الأيونات المحمولة. يتم النقل في مرحلتين: أولا، يعبر أحد الأيونات الغشاء من اليسار إلى اليمين، ثم الأيون الثاني في الاتجاه المعاكس. إمكانات الغشاء لا تتغير. فيما يبدو قوة القيادة هذه العملية هي اختلاف تركيزات واحدة من الأيونات المحمولة. إذا كان الاختلاف في تركيز الأيون الثاني غائبا، فإن نتائج النقل ستكون تراكم الأيون الثاني عن طريق تقليل الفرق في تركيزات الأول. يتم نقل مثال كلاسيكي على مضادات مكافحة الغشاء الخلوي للأيونات البوتاسيوم والأيونات الهيدروجينية التي تنطوي على المضادات الحيوية غير الهائلة. تجدر الإشارة إلى أن معظم الناقلات تعمل بنوع من مادة مكافحة الفضائيات، أي حركة المادة من خلال الغشاء أصبحت ممكنة فقط في مقابل أي مادة محددة إلى حد ما وجود نفس التهمة، ولكن تتحرك في الاتجاه المعاكس.

وهكذا، إخراج مكون الخلية الرئيسية التدرج التركيز، يمكن أن تتحكم في حركة المواد التي تسير نحو التدرج وأداء "عمل" حتى تعادل كل من القوى الدافنة.

يسمى نقل أحادي الاتجاهات مشتركا للمادة بمشاركة الناقل المزدوج Simport. يفترض أن اثنين من الجزيئات الإلكترونية قد تكون في الغشاء: الناقل في مجمع مع كاتيون و أنيون ونقل فارغ. نظرا لأن إمكانات الغشاء في نظام النقل هذا لا يتغير، فقد يكون سبب النقل فرقا في تركيزات واحدة من الأيونات. يعتقد أنه وفقا لمخطط Symport، يتبع أن هذه العملية يجب أن تكون مصحوبة بتهجير كبير من التوازن التمويلي، نظرا لدورة واحدة، يتم نقل جزيئي من خلال الغشاء في اتجاه واحد.

بسبب وجود متطور بشكل جيد (النظريات والآليات لنقل الأيونات والخنزير مواد عضوية أصبحت الخلية ممكنة تفسير البيانات التي تم الحصول عليها في تجارب المخدرات (القسم 6.3.3).

عن طريق القياس مع الشكل. 6-10 يمكن تمثيل النقل النشط في الطريق كما هو موضح في الشكل. 6.11.

في هذه الحالة، أشكال الناقل ج داخل الغشاء الخارجي مع CA معقدة دواء (L) يخترق الغشاء، مخططة L من جانبها الآخر. في حالة النقل النشط، يمكن أن يكون تركيز L في الداخل من الغشاء أكثر تركزا على الخارجي. على النقيض من النقل السلبي (الشكل 6.10)، يتحول مجمع SA باستخدام طاقة ATP إلى مجمع مع "أ، الذي يسهل بسهولة L (الشكل 6.11). بالنظر إلى الحاجة إلى تكاليف الطاقة لتنفيذ النقل CA الاتجاه المعاكس للغشاء، يمكننا أن نفترض أن / (ثابت تقسيم) في الداخل المزيد K0. هذا هو ما يسمى تقسيم غير المتماثلة لمجمع الناقل المخدرات.

الخارج المرحلة المائية

تركيز [L] 0 النشاط (L) 0

في الكائنات الحية، فإن آليات النقل النشطة منتشرة ويمكن اعتبارها واحدة من المهام الأساسية للخلية. على سبيل المثال، في الخلايا، يوجد تركيز عال من البوتاسيوم وتركيز الصوديوم المنخفض، على عكس المساحة خارج الخلية، حيث هذه الأيونات في علاقة عكسية. تعد الأغشية مقبولة بحرية لكل من الأيونات والتوزيع غير المتماثل المدعوم من الصوديوم "الضخ" المستمر من الخلية خارج البوتاسيوم في الداخل. مجموعة NS1 في المعدة هي نقل نشط حقيقي من H + و SG. يركز اليود في الغدة الدرقية وفقا لآلية مماثلة. يتم نقل السكر مقابل تركيز أعلى في الشجاعة والأنابيب الكلوية القريبة. الأحماض الأمينية في الشجاعة والكلى والعضلات والدماغة تتصرف بالمثل. إفراز الأحماض العضوية (Napa-Aminobenzoic، Hippourous) Tubeules هي عملية نقل نشطة.

آلية النقل النشط محددة للغاية، حيث تم إنشاؤها بطبيعتها لتلبية الاحتياجات البيولوجية للجسم في العناصر الغذائية اللازمة أو منتجات منتجات الأيض منه. أما بالنسبة للعقاقير التي تخضع للنقل النشط، في هذه الحالة، يجب أن تكون قريبة من الهيكل الكيميائي للمواد الطبيعية للجسم. من خلال النقل النشط في الأمعاء، يتم امتصاص التناظرية من الهريميدين فلوروفور والحديد. بمساعدة نفس المستوى من Levodoft، يخترق حاجز هيدرولوجي. في قنوات الكلى تفرز الأدوية المتعلقة بالأحماض العضوية والأسباب.

يلزم تبديد النظر في آليات النقل في مجال المرسل في مواد المواد مرة أخرى أنه في عملية النشاط الحيوي، تعبر الخلايا من المواد المختلفة التي لا يمكن تعديلها بفعالية. مع هذه المهمة، غشاء خلية مع أنظمة النقل المدمجة فيها، بما في ذلك المضخات الأيونية والناقل ونظام الجزيئات العالية الانتقائية قنوات أيون.

مثل هذه الوفرة من أنظمة النقل للوهلة الأولى تبدو غير ضرورية، لأن عمل مضخات أيون فقط يسمح لك بضمان الميزات المميزة النقل البيولوجي: انتقائية خفيفة، نقل المواد ضد قوى الانتشار والحقل الكهربائي. ومع ذلك، فإن المفارقة هي كمية التدفقات التي يجب تنظيمها أمر كبير بلا حدود، في حين أن المضخات ثلاثة فقط. في هذه الحالة، فإن آليات الاقتران أيون، التي تلقت اسم النقل النشط الثانوي، والتي تلعب فيها العمليات المنتشرة دورا مهما. وبالتالي، فإن مزيج من المركبات النشطة من المواد ذات الظواهر من نقل الانتشار في غشاء الخلية هي القاعدة التي تضمن النشاط الحيوي للخلية.

في نقل الأيونات، تشارك بروتينات النقل الغشاء في البلازماما. يمكن لهذه البروتينات إجراء مادة واحدة (Unite) أو عدة مواد في نفس الوقت (SYPPL)، وبالقدم مع استيراد مادة واحدة، إخراج الآخر (مكافحة الفكر). على سبيل المثال، يمكن أن يكون الجلوكوز في الخلايا متعاطفا مع NA + ION. يمكن أن تحدث نقل الأيونات في التدرج التركيز، أي بشكل سلبي، دون تكاليف طاقة إضافية. في حالة النقل السلبي، تشكل بعض بروتينات نقل الغشاء مجمعات جزيئية، وتمرز القنوات التي يتم من خلالها الجزيئات المذابة عبر الغشاء بسبب انتشار بسيط عبر التدرج التركيز. بعض هذه القنوات مفتوحة باستمرار، يمكن للآخرين إغلاق أو فتح استجابة أو ملزمة للإشارة إلى جزيئات الإشارة، أو لتغيير التركيز داخل الخلايا للأيونات. في حالات أخرى، ترتبط ناقلات الغشاء الخاصة بشكل انتقامي مع واحد أو آخر ونقله من خلال الغشاء (الانتشار الفاتح). تختلف تركيز الأيونات في السيتوبلازم من الخلايا بحدة ليس فقط على التركيز في البيئة الخارجية، ولكن حتى على البلازما من الدم، غسل الخلايا في كائن حيوانات أعلى. تركيز الكلية الإجمالية للكهات الحكيمة داخل الخلايا وهو نفسه تقريبا (150 ملم)، هو متساوي التاسج. ولكن في تركيز السيتوبلازم مع ما يقرب من 50 مرة أعلى، ونحن أقل من البلازما في الدم، ويتم الحفاظ على هذا الاختلاف فقط في خلية حية: إذا قتل الخلية أو قمعها في عمليات التمثيل الغذائي، بعد فترة من الوقت، الاختلافات الأيونية على كلا الجانبين سوف تختفي غشاء البلازما. يمكنك ببساطة تبريد الخلايا إلى +2 O C، وبعد بعض الوقت، سيصبح تركيز K + و NA + على جانبي الغشاء هو نفسه. عند تسخين الخلية، يتم استعادة هذا الاختلاف. ترجع هذه الظاهرة إلى حقيقة أنه في الخلايا هناك ناقلات بروتين غشاء تعمل ضد التدرج التركيز، وقضاء الطاقة على حساب التحلل المائي ATP. يسمى هذا النوع من تحويل المواد النقل النشط، ويتم تنفيذه باستخدام مضخات البروتين أيون. في غشاء البلازما، يوجد جزيء من اثنين (K + + NA +) - المضخة، التي هي في نفس الوقت و Atpasus. تضخ هذه المضخة لدورة واحدة من 3 أيونات NA + وتضخان أيون أيون إلى التدرج التركيز. في الوقت نفسه، تنفق إحدى جزيء ATP على الفسفرة في ATPASE، ونتيجة لذلك يتم نقل NA + من خلال الغشاء من الخلية، وقادرة K + الاتصال بجزيء البروتين ثم نقلها إلى الخلية. نتيجة للنقل النشط باستخدام مضخات الغشاء والتنظيم في خلية التركيز والإكساس التقليدي MG 2+ و CA + أيضا، أيضا مع تكلفة ATP. بالاشتراك مع النقل النشط للأيونات، تخترق السكريات المختلفة والأحماض النووية والأحماض الأمينية من خلال غشاء البلازما. وبالتالي، فإن النقل النشط للجلوكوز، الذي يتعاطف (في الوقت نفسه) يخترق الخلية مع تدفق الأيونات المنقولة بشكل سلبي NA +، سيعتمد على النشاط (K +، NA +) - المضخة. إذا تم حظر هذه المضخة، فستتختفي الفرق بين تركيز NA + على جانبي الغشاء، في حين سيتم تخفيض نشر NA + داخل الخلية، وفي نفس الوقت تدفق الجلوكوز في الخلية تعتزم. بمجرد استعادة العملية (K + + NA +) - يتم إنشاء ATPASE والفرق في تركيز الأيونات، ثم تيار منتشر NA + وفي الوقت نفسه نقل الجلوكوز في نفس الوقت. مثله

يتم نقل الأحماض الأمينية، والتي يتم نقلها من خلال الغشاء مع بروتينات الشحن الخاصة تعمل كأنظمة Sympathene، ونقل الأيونات في نفس الوقت. النقل النشط من السكريات والأحماض الأمينية في الخلايا البكتيرية يرجع إلى تدرج أيونات الهيدروجين. تشير مشاركة بروتينات الغشاء الخاصة في النقل السلبي أو النشط لاتصالات الوزن المنخفضة الجزيئية إلى أن خصوصية هذه العملية عالية. حتى في حالة النقل السلبي أيون، فإن البروتينات "تعرف" هذه الأيونات، تتفاعل معها، ملزمة بالتحديد، وتغيير مطابقها ووظيفتها. لذلك، بالفعل على مثال نقل غشاء المواد البسيطة بمثابة محللين كمستقبلات. تتجلى وظيفة المستقبل من الغشاء بشكل خاص عند امتصاص البوليمرات الحيوية بالخلية.

جهات الاتصال بين الخلايا.

في الكائنات الحية متعددة الخلايا، بسبب التفاعلات بين الخلايا الداخلية، يتم تشكيل مجموعات الخلايا المعقدة، وصيانة التي يتم تنفيذها بواسطة مسارات مختلفة. في الأنسجة الجبائية الجنينية، لا سيما في المراحل المبكرة من التنمية، تظل الخلايا فيما يتعلق ببعضها البعض بسبب قدرة أسطحها على الالتزام معا. هذا العقار التصاق (المركبات، القابض) يمكن تحديد خلايا من خلال خصائص الأسطح التي تتفاعل على وجه التحديد مع بعضها البعض. في بعض الأحيان، خاصة في ظهارة طبقة واحدة، تشكل أغشية البلازما للخلايا المجاورة معاشات متعددة تشبه طبقات النجارة. هذا يخلق قوة إضافية للمركب بين الخلايا. بالإضافة إلى مركب لاصق بسيط (ولكن محددة)، يوجد عدد من الهياكل الخزائية الخاصة أو جهات الاتصال أو الاتصالات التي تؤدي وظائف معينة. هذه هي قفل ومركبات ملزمة والاتصالات. قفل، أو كثيف الاتصال هو سمة ظهارة طبقة واحدة. هذه هي المنطقة التي تكون فيها الطبقات الخارجية لأغشية البلازما في أقرب وقت ممكن. غالبا ما تكون ثلاثة طبقات من الغشاء في هذا الاتصال مرئيا: يبدو أن طبقتين من الأوسموفيلين الخارجيين من كلا الأغشية بدا أنهم دمجوا في طبقة واحدة مشتركة 2 - 3 نانومتر. على متن الطائرة من الغشاء المرتبوماتي، في منطقة الاتصال الكثيف باستخدام طريقة التجميد والصحف، وجد أن نقاط اتصال الغشاء هي جريمة (على الأرجح، البروتينات المتكاملة الخاصة لغشاء البلازما) التي بناها الصفوف. يمكن أن تتقاطع صفوف Globule هذه، أو شرائط، بطريقة تشكل شبكة، أو شبكة على سطح الفرخ، سمة مميزة للغاية لهذا الهيكل للاكتابية، ولا سيما الحديدية والأمعاء. في الحالة الأخيرة، تشكل الاتصال الكثيف منطقة فيوجن صلب من أغشية البلازما، وهي خلية انزلاقية في القمي (الأعلى، والنظر في التجويف المعوي) لأجزائه. وبالتالي، يبدو أن كل خلية من الخزان دائرية مع شريط من هذا الاتصال. يمكن رؤية هذه الهياكل ذات التلوين الخاص تحت المجهر الخفيف. تلقوا اسم لوحات الختام في المورفولوجية. في هذه الحالة، فإن دور الاتصال الكثيف الختامي ليس فقط في الاتصال الميكانيكي للخلايا مع بعضها البعض. إن منطقة الاتصال هذه غير قابلة للتنفيذ بشكل سيء بالنسبة ل Macromolecules والأيونات، وبالتالي تقوم بإقفالها، تهب تجويف الخلايا الخبائي، وعزلها (وبالتعاون معها للوسيلة الداخلية للجسم) من البيئة الخارجية (في هذه الحالة، الأمعاء التجويف). على الرغم من أن جميع جهات الاتصال الكثيفة هي حواجز بالنسبة للكائنات الكبيرة، فإن نفاذيةها لزيادة الجزيئات الصغيرة مختلفة في ظهارات مختلفة. تحمل (القنب) يتم استدعاء المركبات أو جهات الاتصال لأنها لا توصل فقط أغشية البلازما للخلايا المجاورة، ولكن أيضا ربط عناصر التليفيلية في الهيكل الخلوي. لهذا النوع من المركبات، فإن وجود نوعين من البروتينات هو مميزة. يمثل أحدهم من بروتينات رابط العلبة (BINDEREMBRANTER) التي تشارك في مركب الخلايا الخلوي عكسيا أو في مركب البلازماما مع مكونات مصفوفة خارج الخلية (غشاء الظهارة القاعدية، البروتينات الهيكلية خارج الخلية للأنسجة الضامة). يتضمن النوع الثاني بروتينات داخلية أو عناصر غشاء ملزمة لهذه الاتصالات مع ليفية السيتوبلازمية من الهيكل الخلوي. يتم اكتشاف مركبات اقتران نقطة الخلايا في العديد من الأنسجة غير الظهارية، ولكن هيكل الهيكل اللاصق (لاصق) هو وصف أكثر وضوحا. أشرطة، أو حزام، في ظهارة طبقة واحدة. يتحرك هذا الهيكل محيط الخلايا الظهارية بالكامل، تماما كما يحدث في حالة اتصال كثيف. معظم الأحيان، مثل هذا الحزام، أو الشريط، يقع أسفل الاتصال الكثيف. في هذا المكان، يتم إحضار غشاء البلازما، وحتى عدة مسافة 25-30 نانومتر، ومنطقة زيادة الكثافة مرئية بينهما. هذا ليس أكثر من تفاعل حريم البروتينات، والذي، بمشاركة CA ++، يتم توصيلها على وجه التحديد مع بعضها البعض وتوفير اتصال ميكانيكي من أغشية خلايا متاخمة. تتعلق بروتينات رابط ب Cadhelerins - مستقبلات توفير اعتراف محدد لخلايا الغشاء متجانسة. يؤدي تدمير طبقة من البروتينات إلى فصل الخلايا الفردية وتدمير التكوين الظبياني. من الجانب السيتوبلازم بالقرب من الغشاء، كتلة مرئية مادة كثيفةالتي تتلوى طبقة من خيوط رقيقة (6-7 نانومترا) على طول غشاء البلازما في شكل شعاع يأتي حول محيط الخلية بأكمله. ينتمي خيوط رقيقة إلى الأكتين ليفية؛ إنهم يربطون غشاء البلازما بروتين Vinculin يشكل طبقة أقرب كثيفة. القيمة الوظيفية لمكبر الحزام ليست فقط في القابض الميكانيكي من الخلايا مع بعضها البعض: مع تقليل تخفيض خيوط الأكتين في الشريط تغيير شكل الخلية. جهات الاتصال البؤرية، أو ألواح مخلبهناك العديد من الخلايا ودرست جيدا في الفبربرز. يتم بناؤها بموجب خطة مشتركة مع شرائط لاصقة، ولكن يتم التعبير عنها في شكل مناطق صغيرة - لوحات على كيس البلازما. في هذه الحالة، ترتبط بروتينات رابط Transmembrane خصيصا بروتينات مصفوفة خارج الخلية، على سبيل المثال مع Fibronectin. من السيتوبلازم، ترتبط نفس الفراك البروتينات بالبروتينات grambratic، والتي تضم vinculin، والتي ترتبط بدورها مع مجموعة من خيوط الأكتين. يتمثل القيمة الوظيفية لجهات الاتصال البؤرية في إصلاح الخلية على هياكل خارج الخلية وفي إنشاء آلية تسمح بالتحرك للخلايا. dosemomomomomom.وجود شكل من أشكال اللوحات أو الأزرار، وأيضا توصيل الخلايا مع بعضها البعض. في الفضاء الخلوي، تكون طبقة كثيفة مرئية هنا أيضا، والتي قدمتها تفاعل غليكوبروتينات غشاء لا يتجزأ - desmogleins، والتي، اعتمادا على أيونات CA ++، متصلة ببعضها البعض. من الجانب السيتوبلازم، هناك طبقة من البروتين-desmoplakin، التي ترتبط بها خيوط الوسيطة من الهيكل الخلوي مع البلازموليمما. غالبا ما توجد dosemomomas في ظهارات، في هذه الحالة، تحتوي الخيوط المتوسطة على القرطين. تحتوي الخلايا من عضلة القلب، وهيئة القلب، ذوي الأطباق الاحتمالية في المصمم. في أسطح السفن، تعد خيوط Vimentino المتوسطة جزءا من اليأس. يشبه PedesMosmos الهيكل المزمع DES #، ولكنه مزيج من الخلايا مع هياكل داخلية. الدور الوظيفي هو desmembos و semiammos ميكانيكية بحتة: إنهم يربطون الخلايا مع بعضهم البعض ومع مصفوفة الخلايا خارج الخلية. على عكس اتصال ضيق جميع الأنواع جهات اتصال القابض نفاذية للحلول المائية ولا تلعب أي دور في الحد من الانتشار. اتصالات slisal. ويتم النظر في مركبات الاتصالات. هذه الهياكل تشارك في انتقال مباشر المواد الكيميائية من القفص إلى الخلية. لهذا النوع من الاتصالات، يتميز بتقارب أغشية البلازما اثنين من الخلايا المجاورة على مسافة 2 - 3 نانومتر. باستخدام طريقة التجميد - هزاز. اتضح أنه في أغشية الرقائق في منطقة اتصال الفتحات (قياس من 0.5 إلى 5 ميكرون) يتم تكسيرها مع جزيئات تبلغ قطرها 7 - 8 نانومتر، وتقودة سداسية بفترة من 8 إلى 10 نانومتر وفي وسط القناة حوالي 2 يام عرض. تم استدعاء هذه الجزيئات Connexon. في مناطق الاتصال المشقوق يمكن أن يكون من 10 إلى 20 إلى عدة آلاف من روايات اعتمادا على الميزات الوظيفية للخلايا. تم تخصيص connexons التحضيرية. وهي تتألف من ستة صفحات فرعية من Connectin - البروتين. يجمع بين بعضها البعض، يربط شكل وحدة أسطوانية - كونيكسون، في وسطه توجد قناة. يتم بناء روايات منفصلة في غشاء البلازما بحيث يتم عرضها من خلالها. تعارض شركة Connexon واحدة على خلايا غشاء البلازما بدقة Connexon على غشاء البلازما للخلية المجاورة، بحيث تشكل قنوات كونيكسكا عددا صحيحا. تلعب Connexons دور القنوات الداخلية المباشرة، إلى جانب الأيونات والمواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض يمكن أن تنتشر من الخلية في الخلية. يمكن إغلاق Connexons عن طريق تغيير قطر القناة الداخلية، وتشمل تلك الموجودة في تنظيم جزيئات النقل بين الخلايا. لا البروتينات ولا احماض نووية من خلال جهات اتصال الفتحات لا يمكن أن تمر. تقوم قدرة جهات اتصال الشحنة على مركبات الوزن الجزيئية المنخفضة التركيز على ناقل الحركة السريع للنبض الكهربائي (موجة الإثارة) من الخلية إلى الخلية دون مشاركة الوسيط العصبي. اتصال مفاعي (cyapses)وبعد Oninaps هي أقسام جهات الاتصال ذات الخلايا المحددة لنقل من جانب واحد للإثارة أو الكبح من عنصر واحد إلى آخر. هذا النوع من الاتصالات مميزة للأنسجة العصبية ويحدث بين كل من الخلايا العصبية وبين الخلايا العصبية وأي عنصر آخر - مستقبلات أو فهرسور. مثال على اتصال متشابك هو أيضا نهاية عضلية عصبية. عادة ما يكون لدى عمليات النقل الداخلي عادة نوعا من الملحقات على شكل الكمثرى (اللوحات). يمكن لوحات متشابك الاتصال بجسم الخلايا العصبية الأخرى ومع عملياتها. العمليات الطرفية للخلايا العصبية (محاور) تشكل جهات اتصال محددة مع خلايا فعالة للخلايا (العضلات أو الحديد) أو خلايا المستقبلات. وبالتالي، فإن المركبات هي بنية متخصصة تشكلت بين أقسام خلايتين (وكذلك Desmasoma). في أماكن الاتصالات متشابك، يتم فصل أغشية الخلايا عن طريق الفضاء الخلوي - شق متشابك حوالي 20 - 30 نانومتر. في كثير من الأحيان في التجويف من الفتحة، الزهرة الرفيعة، في موقع عمودي فيما يتعلق بمواد الأغشية. يطلق على غشاء الإثارة إحالة خلية واحدة، في منطقة اتصال متشابك، غشاء خلية أخرى تتصدر النبض هو postsynaptic. بالقرب من الغشاء المعتاد كمية كبيرة فجوات صغيرة - فقاعات متشابك مليئة بوسيط. يتم إخراج محتويات الفقاعات المختلفة في وقت مرور نبض الأعصاب بواسطة Extrytosis في الفتحة التشطيبية. غالبا ما يبدو غشاء PostsyNaptic هو الأكثر سمكا للأغشية العادية بسبب التراكم بالقرب من السيتوبلازم من التعددية ذات اللفيفيل الرقيق. Plasmodesma. يحدث هذا النوع من العلاقات بين الخلايا في النباتات. Plasmodesma رقيقة قنوات السيتوبلازم الأنبوبية تربط خلايا جاريتين. عادة ما يكون قطر هذه القنوات 20 - 40 نانومتر. تتحول القنوات الغشائية المقيدة مباشرة إلى أغشية البلازما للخلايا المجاورة. plasmodesma تمر عبر خلايا فصل جدار الخلية. يمكن أن تخترق العناصر الأنبوبية الغشاء داخل البلازمود، والتي ربط خزانات الشبكة الإندوبلازمية للخلايا المجاورة. يتم تشكيل plasmodesma خلال التقسيم عندما يتم بناء شل الخلية الأساسية. في الخلايا الانقسام الوحيدة، يمكن أن يكون عدد البلازمود كبير جدا (يصل إلى 1000 لكل خلية). عند الشيخوخة الخلية، ينخفض \u200b\u200bعددهم بسبب الاستراحات بزيادة في سمك جدار الخلية. يمكن نقل قطرات الدهون بواسطة plasmodemes. من خلال Plasmodesma، تصاب الخلايا بفيروسات الخضروات.

الخلية هي وحدة هيكلية لجميع المعيشة على كوكبنا ونظام مفتوح. وهذا يعني أن سبل عيشها تتطلب عملية التمثيل الغذائي المستمر والطاقة مع البيئةوبعد يتم إجراء هذا التبادل من خلال الغشاء - الحدود الرئيسية للخلية، والتي تم تصميمها للحفاظ على سلامتها. من خلال الغشاء الذي يتم فيه إجراء التبادل الخلوي وهو يأتي إلى تدرج تركيز أي مادة أو ضدها. النقل النشط من خلال الغشاء السيتوبلازم - العملية معقدة وتستغرق الطاقة.

غشاء - حاجز وبوابة

غشاء السيتوبلازم هو جزء من العديد من العضيات الخلوية والباستيد واللامشاد. يعتمد العلوم الحديثة على نموذج الفسيفساء السائل لهيكل الغشاء. النقل النشط للمواد من خلال الغشاء أمر ممكن بسبب هيكله المحدد. أساس الأغشية يشكل صياغة الدهون بلاي - أساسا الفوسفوليبيدس، الواقعة وفقا لممتلكاتهم الرئيسية لبضائية الدهون - هي سيولة (القدرة على تضمينها وتسجيل المناطق)، والتجمع الذاتي والتنطاق. العنصر الثاني للأغشية - البروتينات. وظائفهم متنوعة: النقل النشط، الاستقبال، التخمير، الاعتراف.

تقع البروتينات على سطح الأغشية والداخل، وبعضها لكل عدة مرات تتخللها. خاصية البروتين في الغشاء هي القدرة على الانتقال من جانب واحد من الغشاء إلى آخر ("الوجه بالتخبط" من مفترق طرق). والمكون الأخير - الساحرة والسكاريد سلاسل الكربوهيدرات الكربونية على سطح الأغشية. وظائفهم واليوم مثيرة للجدل.

أنواع المركبات النشطة من المواد من خلال الغشاء

سيكون نشطا مثل هذا النقل من المواد من خلال غشاء الخلية، والتي يتم التحكم فيها، والتي تحدث مع تكاليف الطاقة وعلى التدرج بين التركيز (يتم نقل المواد من منطقة تركيز منخفضة إلى منطقة تركيز عالية). اعتمادا على مصدر الطاقة المستخدم، تتميز الأنواع التالية من النقل:

• نشط في البداية (مصدر الطاقة - التحلل المائي إلى ضخ أدينوسين ADP).
• النشاط الثانوي (الذي تم ضيه الطاقة الثانوية التي تم إنشاؤها نتيجة لتشغيل آليات المركبات النشطة الأولية).

مساعدات البروتينات

وفي الأول، وفي الحالة الثانية، يكون النقل مستحيلا بدون بروتينات الناقل. هذه البروتينات النقل محددة للغاية وتهدف إلى تحويل جزيئات معينة، وأحيانا حتى مجموعة متنوعة معينة من الجزيئات. وقد ثبت أن هذا تجريبيا على جينات البكتيريا الطهية، مما أدى إلى استحالة النقل النشط من خلال الحجاب الحاجز من كربوهيدرات معينة. يمكن أن تكون ناقلات Transmembranebrane فعليا (تتفاعل مع الجزيئات وتحملها مباشرة من خلال الغشاء) أو تشكيل القناة (شكل مسام في الأغشية المفتوحة لمواد محددة).

مضخة الصوديوم والبوتاسيوم

المثال الأكثر درسا للمركبات النشطة الأولية من المواد من خلال الغشاء هو NA + -، K +--NSOS. تضمن هذه الآلية الفرق في تركيزات NA + ININS و K + على جانبي الغشاء، وهو أمر ضروري للحفاظ على ضغط التمويش في الخلية وعمليات التمثيل الغذائي الأخرى. يتكون الناقل البروتين الناقل - الصوديوم-البوتاسيوم ATP-AZA - من ثلاثة أجزاء:

• في الخارج من الغشاء، يقع البروتين مستقبلين أيونات البوتاسيوم.
• في الداخل من الغشاء - ثلاثة مستقبلات أيونات الصوديوم.
• تتميز الجزء الداخلي من البروتين بنشاط ATP.

عند ربط أيونات البوتاسيوم وثلاثة أيونات الصوديوم بمستقبلات البروتين على جانبي الغشاء، يتم تنشيط ATP. يتم تحريك جزيء ATP إلى ADP مع إطلاق الطاقة، التي تنفق على نقل أيونات البوتاسيوم في الداخل، وسوف أيونات الصوديوم غشاء السيتوبلازم الخارجي. تشير التقديرات إلى أن كفاءة مثل هذه المضخة هي أكثر من 90٪، والتي في حد ذاتها مفاجئة للغاية.

للإشارة: إن كفاءة محرك الاحتراق الداخلي حوالي 40٪، كهربائي - يصل إلى 80٪. ومن المثير للاهتمام، أن المضخة يمكن أن تعمل أيضا في الاتجاه المعاكس وتكون بمثابة مانح فوسفات لتوليف ATP. بالنسبة لبعض الخلايا (على سبيل المثال، الخلايا العصبية)، يتميز الإنفاق بما يصل إلى 70٪ من إجمالي الطاقة لإزالة الصوديوم من الخلية وضخ داخل أيونات البوتاسيوم. من خلال نفس مبدأ النقل النشط، مضخات الكالسيوم والكلور والهيدروجين وبعض الكاتيونات الأخرى (أيونات مع تهمة إيجابية). بالنسبة إلى الأنيونات (الأيونات المشحونة سلبا)، لم يتم الكشف عن هذه المضخات.

الكربوهيدرات والأحماض الأمينية

يمكن نقل مثال للنقل النشط الثانوي إلى خلايا الجلوكوز والأحماض الأمينية واليود وحامض اليوريك. نتيجة تشغيل مضخة البوتاسيوم الصوديوم، يتم إنشاء التدرج التركيز الصوديوم: التركيز مرتفع، والداخل منخفض (في بعض الأحيان 10-20 مرات). تسعى الصوديوم تسعى إلى نشرها في القفص ويمكن استخدام طاقة هذا الانتشار لنقل المواد إلى الخارج. وتسمى هذه الآلية Cotransport أو نقل النشطة النشطة. في هذه الحالة، يحتوي بروتين الناقل على مراكز مستقبنين من الجزء الخارجي: واحد للصوديوم، والآخر لعنصر نقل. فقط بعد تنشيط كلا المستقبلين، يخضع البروتين للتغييرات المطابقة، ويقدم طاقة انتشار الصوديوم مادة نقلها ضد التدرج التركيز في الخلية.

قيمة النقل النشط للخلية

إذا استمر الانتشار المعتاد للمواد من خلال الغشاء إلى متى، فإن تركيزاتها خارج الخلية وداخلها ستستقر. وهذا هو خلايا الموت. بعد كل شيء، يجب أن تتدفق جميع العمليات الكيميائية الحيوية في فرق كهربائي بين الإمكانات. دون نشطة، على نقل مواد الخلايا العصبية لن تكون قادرة على نقل الدافع العصبيوبعد وكانت الخلايا العضلية فقدت الفرصة لتقليص. لن تكون الخلية قادرة على الحفاظ على ضغط التمويش والمسطبة. ومنتجات التمثيل الغذائي لن تتجاوز. نعم، والهرمونات لن تدخل أبدا في مجرى الدم. بعد كل شيء، حتى AMEB يقضي الطاقة ويخلق الفرق في الإمكانات على غشاءه بمساعدة جميع مضخات أيون نفسها.

النقل السلبييتضمن نشر بسيط وخفيف - العمليات التي لا تتطلب تكاليف الطاقة. تعريف - نقل الجزيئات والأيونات من خلال الغشاء من المنطقة مع منطقة عالية مع انخفاض تركيز، تلك. تأتي المواد تحت التدرج التركيز. يطلق على نشر الماء من خلال الأغشية شبه النفاذية التنافذ. المياه قادرة على تمرير مسام الغشاء التي شكلتها البروتينات، وتتسامح مع الجزيئات والأيونات المذابة في مواد تكنولوجيا المعلومات. يتم تنفيذ آلية الانتشار البسيط عن طريق نقل الجزيئات الصغيرة (على سبيل المثال، O2، H2O، CO2)؛ هذه العملية هي الأقلية والعائدات بمعدل يتناسب مع التدرج التركيز للجزيئات المنقولة على جانبي الغشاء.

الانتشار الخفيفيتم تنفيذها من خلال القنوات و (أو)، بروتينات الناقل التي لديها خصوصية فيما يتعلق بالجزيئات المنقولة. تقوم بروتينات Transmembrane التي تشكل المسام المائية الصغيرة بمثابة قنوات أيون، حيث يتم نقل التدرج الكهروكيميائي بواسطة جزيئات وأيونات صغيرة قابلة للذوبان في الماء. كما أن شركات النقل البروتينية هي أيضا بروتينات Transmebrane التي تخضع للتغييرات التي يمكن عكسها في التشكل، مما يوفر نقل جزيئات محددة عبر Plasmolm. أنها تعمل في آليات النقل السلبي والنشط.

النقل النشط هي عملية كثيفة الطاقة، بسبب تنفيذ نقل الجزيئات بمساعدة بروتينات الناقل التدرج الكهروكيميائيوبعد مثال على وجود آلية تضمن النقل النشط الموجه المخالف للأيونات هي مضخة البوتاسيوم الصوديوم (المقدمة من بروتين NA + -C + -TPhaze)، بفضل أي أيونات NA + إخراج من السيتوبلازم والأيونات + نقل في وقت واحد إليها. تركيز K + داخل الخلية أعلى من 10-20 مرة من الخارج، وتركيز NA هو العكس. يتم توفير هذا الفرق في تركيزات الأيونات من قبل العمل (NA * -K *\u003e المضخة. للحفاظ على هذا التركيز، يتم تنفيذ الأيونات الثلاثة NA من الخلية لكل أيونتين إلى الخلية. في هذه العملية ، يشارك البروتين في الغشاء الذي يؤدي وظيفة انقسام الإنزيم ATP، مع إصدار الطاقة المطلوبة لعملية المضخة.
تشير مشاركة بروتينات غشاء محددة في النقل السلبي والنشط إلى خصوصية هذه العملية عالية. تضمن هذه الآلية صيانة ثبات حجم الخلية (من خلال تنظيم الضغط التمويلي)، وكذلك إمكانات الغشاء. يتم نقل النقل النشط للجلوكوز في الخلية بواسطة حاملة بروتينية جنبا إلى جنب مع النقل أحادي الاتجاه من NA + ION.

نقل خفيف الوزن يتم توسيع الأيونات من بروتينات المرسل الخاصة - قنوات أيون توفر نقل انتقائي لأيونات معينة. تتكون هذه القنوات من نظام النقل نفسه وآلية الناقل، التي تفتح قناة لبعض الوقت استجابة للتغيير في إمكانات الغشاء، (ب) تأثير ميكانيكي (على سبيل المثال، في خلايا الشعر الداخلية الأذن)، LIGAND ملزمة (جزيء الإشارة أو أيون).

المواد النقل الغشاء تختلف أيضا في اتجاه حركتهم وعدد المواد المنقولة من هذا الناقل:

• غير مقنوع - نقل مادة واحدة في اتجاه واحد اعتمادا على التدرج
• Simport - نقل اثنين من المواد في اتجاه واحد من خلال حاملة واحدة.
• مكافحة مكافحة الفتاة هي حركة موادتين في اتجاهات مختلفة من خلال شركة واحدة.

unport. يجري، على سبيل المثال، قناة الصوديوم المعتمدة المحتملة التي يتم من خلالها نقل أيونات الصوديوم إلى الخلية أثناء توليد الإمكانات.

Simport. إنه يحمل حاملة الجلوكوز الموجود على الجانب الخارجي (التجويف المعوي المحول) من خلايا الظهارة المعوية. يلتقط هذا البروتين جزيء الجلوكوز أيون الصوديوم وتغيير التشكل، يتسامح مع كلا من المواد داخل الخلية. في الوقت نفسه، يتم استخدام طاقة التدرج الكهروكيميائي، والتي تم إنشاؤها في قائمة الانتظار بسبب التحلل المائي ل ATP الصوديوم-البوتاسيوم ATP-AZA.

كادف يجري، على سبيل المثال، Atpasis البوتاسيوم الصوديوم (أو Atpaz تعتمد على الصوديوم). ينقل أيونات البوتاسيوم إلى القفص. ومن الخلية - أيونات الصوديوم. في البداية، يعلق هذا الناقل ثلاث أيونات من داخل الغشاء نا. +. هذه الأيونات تغير مطابقة المركز النشط في ATPASE. بعد هذا التنشيط من ATPAZ، يمكن أن Heatolyze جزيء ATP واحد، ويتم تثبيت أيون فوسفات على سطح الناقل من الداخل من الغشاء.

تنفق الطاقة المنفصلة على التغيير في مطابقة ATPASE، وبعد ذلك ثلاث أيونات نا. + وأيون (الفوسفات) تتحول إلى الخارج من الغشاء. وهنا أيونات نا. + انقسام، واستبدالها بأيونتين ك. +. ثم يتراوح مطابقة الناقل إلى الأصل والأيونات ك. + اتضح أنه في الداخل من الغشاء. وهنا أيونات ك. + انقسام، والناقل جاهز للعمل مرة أخرى.

في الغشاء هناك نوعان من أنظمة البروتين المتخصصة المتخصصة التي توفر نقل أيون من خلال غشاء الخلية: مضخات أيون و قنوات أيونوبعد وهذا هو، هناك نوعان أساسيان من نقل أيون من خلال الغشاء: السلبي والنشط.

مضخات أيون و Transmembrane أيون التدرجات

مضخات أيون (مضخات) - البروتينات المتكاملة التي توفر تحويلا نشطا للأيونات ضد التدرج التركيز. الطاقة للنقل هي طاقة التحلل المائي ATP. هناك مضخات NA + / K + مضخات (مضخات من خلية NA + في Exchange for K +)، CA ++ مضخة (مضخة خلايا CA ++)، CLP (ضخ CL -).

نتيجة لتشغيل مضخات أيون، يتم إنشاء تدرجات أيونات الأيونات وأيدها:

• تركيز NA +، CA ++، CL - داخل الخلية أقل من الخارج (في السائل الخلوي)؛
• تركيز K + داخل الخلية أعلى من الخارج.

آلية مضخة البوتاسيوم الصوديوم. NKN لنقل دورة واحدة 3 NA + أيونات من الخلية و 2 أيونات K + في الخلية. هذا يرجع إلى حقيقة أن جزيء البروتين المتكامل يمكن أن يكون في 2 وظيفة. يحتوي جزيء البروتين، تشكيل قناة، منطقة نشطة تربط إما NA + أو K +. في الموضع (التشكل) 1، يتم تناولها داخل الخلية ويمكن أن نعلق na +. Atfase Enzyme تنشيط، ATF إلى ADF. نتيجة لذلك، يتحول الجزيء إلى التشكل 2. في الموضع 2، فإنه يواجه خارج الخلية ويمكنه إرفاق K +. ثم يتغير التشكل مرة أخرى وتكرر الدورة.

قنوات أيون

قنوات أيون - البروتينات المتكاملة التي توفر النقل السلبي للأيونات على التدرج التركيز. الطاقة للنقل للنقل هو الفرق في تركيز الأيونات على جانبي الغشاء (التدريجي أيون المرسلة).

قنوات غير انتقائية تمتلك الخصائص التالية:

• يتم تمرير جميع أنواع الأيونات، ولكن نفاذية أيونات K + أعلى بكثير من الأيونات الأخرى؛
• دائما في الحالة المفتوحة.

قنوات انتقائية تمتلك الخصائص التالية.:

• يمر نوع واحد فقط من الأيونات؛ لكل نوع من الأيونات، يوجد نوع من القنوات الخاصة به؛
• قد يكون في واحدة من 3 ولاية: مغلقة، تنشيط، تعطلا.

يتم ضمان نفاذية انتقائية للقناة الانتقائية مرشح انتقائي،والتي تشكلت حلقة من ذرات الأكسجين المشحونة سلبا، والتي تقع في نقطة ضيق للقناة.

يتم ضمان تغيير حالة القناة من خلال العمل جمع آلية, والتي تمثل جزيء بروتين. يمكن أن تتغير جزيئات البروتين هذه، ما يسمى بوابات التنشيط والبوابات غير المعنية، مما يغير مطالتها، قناة أيون.

في حالة من الراحة، يتم إغلاق غيتس التنشيط، فإن البوابات المعنية مفتوحة (القناة مغلقة). قيد الإجراء في إشارة الإشارة المحمولة، يتم فتح بوابات التنشيط ونقل الأيونات عبر القناة (يتم تنشيط القناة). مع وجود مفصل كبير للغشاء، فإن أبواب الخلايا غير المعنية مغلقة وتوقف نقل الأيونات (القناة غير مطبوعة). عند استعادة مستوى الراحة المحتملة، تعود القناة إلى الحالة الأصلية (المغلقة).

اعتمادا على الإشارة، مما يؤدي إلى فتح بوابة التنشيط، تنقسم قنوات أيون الانتقائية إلى:

• القنوات الحساسة للكيميخ - إشارة إلى افتتاح بوابة التنشيط هي التغيير في التشكل المرتبط بقناة مستقبلات البروتين نتيجة المرفقات إلى LIGAND لها؛
• القنوات المحتملة - إشارة فتح بوابة التنشيط هي الحد من الإمكانات السلمية (الاستقطاب) غشاء الخلية يصل إلى مستوى معين يسمى مستوى حرج الاستقطاب(KUD).