Portalda reklam

Biologiyada aktiv nəqliyyat nədir. Passiv və aktiv nəqliyyat. Natrium və kalium nasosu

Aktiv nəqliyyat, konsentrasiya gradientinin istiqamətindən asılı olmayaraq, molekulun membrandan keçməli olduğu proseslər adlanır. Ən çox meydana gəlir, daha yüksək bir əraziyə daha az konsentrasiyası olan IC bölgəsi və pulsuz enerjinin artması ilə müşayiət olunur, bu da 5.71 LGC2 / C | Kj-mol-1.

Daha əvvəl göstərildiyi kimi, maddələrin böyük dəyəri olan yerlərdə elektrokimyəvi potensialın kiçik dəyəri olan yerlərdən olan maddələrin köçürülməsi prosesi.

Membrandakı aktiv nəqliyyatın enerjisi enerjisinin artması ilə müşayiət olunduğundan, bu, belə bir proses üçün bu bir müddətdir ki, bəzi kortəbii axan reaksiya ilə bir cütləşmə lazımdır. Ümumiyyətlə, bu iki yolla həyata keçirilə bilər: 1) Makroergik bağlarda saxlanan enerjinin dəyəri səbəbindən Hidroliz Atp, İ.E. prosesi ilə birlikdə; 2) Xüsusi daşıyıcıların iştirakı və membranında ionların konsentrasiyasının membran potensialı və / və ya gradient tərəfindən vasitəçilik edilmişdir.

Birinci halda, nəqliyyat, ATP hidrolizinin pulsuz enerjisi səbəbindən fəaliyyət göstərən elektrik ion nasoslarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Bunlar ayrılmaz zülalların xüsusi sistemləri ilə əlaqəli və nəqliyyat vasitəsi adpesləri deyilir. Hal-hazırda, hər ATP molekulunun hidrolizi zamanı yayımlanan enerjiyə görə, K + - na + - atpase, iki kalium ionu hüceyrəyə və üç natriuma köçürülür ionlar sıfırlanır; CA2 + - Atpaz-da Hidroliz ATP enerjisi səbəbindən iki kalsium ionları köçürülür; H + - pompe - iki proton.

İkinci halda, maddələrin nəqliyyat vasitələri ikincildir, bunun üçün üç sxem dərin araşdırılır.

Müəyyən bir daşıyıcı ilə bir kompleksdə birləşdirilmə ion transferi, anda anı aldı. Eyni zamanda, daşıyıcı molekul, ya da daşıyıcı daşıyıcıya daşıyıcı daşıyıcı ilə təmin olunarsa, molekul, ya da boş bir daşıyıcı varsa, membran və ya kompleks vasitəsilə bir ödəniş köçürülür. Transferin nəticəsi azaldaraq ionların yığılması olacaq membran potensialı. Enerji alan mitokondriyadakı valininizin iştirakı ilə kalium ionlarının yığılmasında belə bir təsir müşahidə olunur.

Bir molekulun iştirakı ilə ionların əksinə - daşıyıcı antiport adını aldı. Carrier molekulunun portativ ionların hər biri ilə möhkəm bir kompleks meydana gətirdiyi güman edilir. Transfer iki mərhələdə aparılır: Birincisi, bir ion membranı soldan sağa keçir, sonra ikinci ion əks istiqamətdədir. Membran potensialı dəyişmir. Yəqin sürücülük gücü Bu proses portativ ionlardan birinin konsentrasiyasının fərqidir. İkinci ionun konsentrasiyasındakı fərq olmasa, köçürmə nəticələri birincisinin konsentrasiyasındakı fərqi azaltmaqla ikinci ionun yığılması olacaq. Bir antiportun klassik bir nümunəsi Nihiricin antibiotik ilə əlaqəli kalium və hidrogen ionlarının hüceyrə membranı vasitəsilə ötürülür. Qeyd etmək lazımdır ki, daşıyıcıların əksəriyyəti antiport növü ilə işlək, yəni membran vasitəsilə maddənin hərəkəti yalnız eyni şarj olan, lakin əks istiqamətdə hərəkət edən hər hansı bir maddənin əvəzinə mümkün olur.

Beləliklə, böyük bir hüceyrə komponentinin çıxışı konsentrasiya gradienti, Hər iki sürücülük qüvvəsinin bərabərləşdirilməyincə, onun gradientinə doğru gedən maddənin hərəkətini idarə edə və "iş" edə bilər.

İkiqat daşıyıcısının iştirakı ilə maddələrin birgə bir istiqamətli təhvil verilməsi Simport adlanır. İki elektron hissəcikin membranda ola biləcəyi güman edilir: bir kation və anion və boş bir daşıyıcı ilə bir kompleksdə bir daşıyıcı. Belə bir transfer sistemində membran potensialı dəyişmədiyi üçün nəqliyyatın səbəbi ionlardan birinin konsentrasiyasının fərqi ola bilər. Simport sxeminə görə, bu prosesin osmotik tarazlığın əhəmiyyətli bir yerdəyişməsi ilə müşayiət olunacağına inanılır, çünki bir dövrədə iki hissəcik bir istiqamətdə iki hissəcik vasitəsilə transfer edilir.

Olduqca yaxşı inkişaf etmiş (nəzəriyyələr, ionların və endogenlərin transferinin mexanizmləri) olması səbəbindən Üzvi maddələr Hüceyrə narkotik təcrübələrində əldə edilən məlumatları şərh etmək mümkün oldu (Bölmə 6.3.3).

Əncir ilə bənzətmə ilə. 6.10 Aktiv nəqliyyat Şəkildə göstərildiyi kimi şəkildə təmsil oluna bilər. 6.11.

Bu vəziyyətdə, Carrier C, bir dərman (L) kompleks ca ilə membrandan kənarda c əmələ gəlir. Bu, membrana nüfuz edir, digər tərəfdən yapışdırılır. Aktiv nəqliyyat vəziyyətində, membranın içərisindəki lın konsentrasiyası xarici tərəfdən daha çox cəmlənə bilər. Passiv nəqliyyatdan fərqli olaraq (Şəkil 6.10), ATP enerjisindən istifadə edən SA kompleksi "A-nı asanlıqla təmizləyən" bir kompleksə çevrilir. CA nəqliyyatını həyata keçirmək üçün enerji xərclərinə ehtiyac olduğunu nəzərə alaraq Membrananın əks istiqamətində, daha çox K0-də / ((sabit parçalanma) qəbul edə bilərik. Bu, narkotik daşıyıcı kompleksinin asimmetrik parçalanmasıdır.

Xarici sulu faza

Konsentrasiya [L] 0 Fəaliyyət (L) 0

Canlı orqanizmlərdə, aktiv nəqliyyat mexanizmləri geniş yayılmışdır və hüceyrənin əsas funksiyalarından biri kimi qəbul edilə bilər. Məsələn, hüceyrələrdə, bu ionların əks əlaqədəki yerlərdə olduğu, zəriflik yerindən fərqli olaraq kalium və aşağı natrium konsentrasiyasının yüksək konsentrasiyası var. Membranlar həm ionlar üçün sərbəst şəkildə keçə bilərlər, həm də içərisində olan və kaliumun içərisindəki sabit "nasos" natrium tərəfindən dəstəklənən asimmetrik paylama. Mədədəki NS1 dəsti H + və SG-nin əsl aktiv nəqliyyatıdır. Bənzər bir mexanizmə görə yod tiroid bezində konsentratları. Şəkər bağırsaq və proksimal böyrək borularında daha yüksək bir konsentrasiyaya qarşı köçürülür. Bağırsaq, böyrəklərdə, əzələlərdə və beyindəki amin turşuları da eyni şəkildə davranın. Üzvi turşuların sekresiyası (napa-aminobenzoic, hipourul) böyrək boruları aktiv nəqliyyat prosesidir.

Aktiv nəqliyyatın mexanizmi, təbiət tərəfindən yaradılan kimi, zəruri qida maddələrində bədənin bioloji ehtiyaclarını ödəmək və ya ondan olan maddələrin məhsullarına aiddir. Aktiv nəqliyyatdan keçən dərmanlara gəldikdə, bu vəziyyətdə kimyəvi quruluşa bədənin təbii maddələrinə yaxın olmalıdırlar. Bağırsaqda aktiv nəqliyyat vasitəsi ilə pirimidin flüorofour və dəmir bir analoq udulur. LevoDoft-un eyni səviyyəsinin köməyi ilə hematoreCePhalial maneəyə nüfuz edir. Böyrək kanallarında üzvi turşular və əsaslarla əlaqəli dərmanlar gizlənir.

Transmembrane nəqliyyat mexanizmlərinin nəzərə alınmasını yekunlaşdıran maddələrin, həyati fəaliyyət prosesində hüceyrələr təsirli şəkildə tənzimlənən müxtəlif maddələrin keçdiyini vurğuladı. Bu vəzifə ilə, inşa edilmiş nəqliyyat sistemləri olan bir hüceyrə membranı, o cümlədən ion nasosları, daşıyıcı və yüksək seçmə molekulları sistemi ion kanalları.

İlk baxışdan transfer sistemlərinin bolluğu lazımsız görünür, çünki yalnız ion nasoslarının işi xarakterik xüsusiyyətləri təmin etməyə imkan verir bioloji nəqliyyat: Yüngül seçmə, maddələrin diffuziya qüvvələrinə və elektrik sahəsinə qarşı köçürülməsi. Paradoks, tənzimlənəcək axınların miqdarı sonsuz dərəcədə böyükdür, nasoslar yalnız üçdür. Bu vəziyyətdə, diffuzlu proseslərin əhəmiyyətli bir rol oynadığı ikincil aktiv nəqliyyatın adını alan ion birləşməsinin mexanizmləri. Beləliklə, hüceyrə membranında yayılma transferinin fenomenləri olan maddələrin aktiv nəqliyyat vasitələrinin birləşməsi hüceyrənin həyati fəaliyyətini təmin edən əsasdır.

İonların daşınmasında, membran nəqliyyat zülalları plazmamada iştirak edir. Bu zülallar eyni anda bir maddə (birləşən) və ya bir neçə maddəni (simpl) və bir maddənin idxalı ilə birlikdə digərini (antiport) çıxara bilər. Məsələn, qlükoza, na + ion ilə birlikdə hüceyrələrdə simpatetikada ola bilər. İonların daşınması konsentrasiya gradientində, yəqin ki, əlavə enerji xərcləri olmadan passiv olaraq baş verə bilər. Passiv nəqliyyat vəziyyətində, bəzi membran nəqliyyat zülalları molekulyar komplekslər, həll olunan molekullar, konsentrasiya gradientində sadə bir yayılma səbəbiylə molekulların membrandan keçir. Bu kanalların bəziləri daim açıqdır, digərləri serial molekullara və ya ionların hüceyrədaxili konsentrasiyasını dəyişdirmək və ya cavab vermək və ya bağlamaq və ya bağlamaq olar. Digər hallarda, xüsusi membran daşıyıcıları seçilmiş şəkildə bir və ya digər ionla əlaqələndirilir və membran (yüngül diffuziya) vasitəsilə köçürürlər. Hüceyrələrin sitoplazmasındakı ionların konsentrasiyası, yalnız xarici mühitdəki konsentrasiyada deyil, hətta qan plasma, hətta yüksək heyvanların orqanizmin orqanizmində yuyucu hüceyrələr üzərində kəskin şəkildə fərqlidir. Həm hüceyrələrin içərisində həm monovonent kationların ümumi konsentrasiyası, həm də demək olar ki, eynidır (150 mm), izotonikdir. Lakin sitoplazm konsentrasiyasında + demək olar ki, 50 dəfə yüksəkdir və NA + qan plazmasından daha aşağıdır və bu fərq yalnız canlı hüceyrədə saxlanılır, və ya metabolik proseslərdə öldürüldükdə, sonra bir müddət sonra Hər iki tərəfdəki ion fərqləri plazma membranı yox olacaq. Sadəcə hüceyrələri +2 o C-ə qədər sərinləyə bilərsiniz və bir müddət sonra membranın hər iki tərəfində K + və na + konsentrasiyası eyni olacaq. Hüceyrə istiləşdikdə bu fərq bərpa olunur. Bu fenomen, hüceyrələrdə bir konsentrasiya gradientinə qarşı fəaliyyət göstərən, ATP hidrolizi hesabına enerji xərcləyən membran zülal daşıyıcılarının olmasıdır. Bu tip maddələrin köçürülməsi aktiv nəqliyyat adlanır və protein ion nasoslarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Plazma membranında iki hüquqlu molekul (K + + na +) - eyni zamanda və atpazus olan nasos. Bu nasos 3 ion na + bir dövrü üçün nasos və konsentrasiya gradientinə iona 2 ion pompalı üçün nasosdur. Eyni zamanda, bir ATP molekulu, atpazın fosforasiyasına xərcləyir, nəticədə NA + membrandan membrandan ötürülür və K + protein molekulu ilə əlaqə qura və sonra hücrəyə köçürülə bilər. Membran nasoslarından istifadə edərək aktiv nəqliyyat nəticəsində konsentrasiya hüceyrəsi və bivalent kationlardakı tənzimləmə MG 2+ və CA + də ATP dəyəri ilə də baş verir. İonların aktiv daşınması ilə birlikdə müxtəlif şəkər, nukleotidlər və amin turşuları plazma membran vasitəsilə nüfuz edir. Beləliklə, passiv daşınmış İon Na + axını ilə birlikdə şampatik (eyni zamanda) hüceyrəyə nüfuz edən qlükozanın aktiv nəqliyyatı fəaliyyətdən (K +, NA +) - nasosdan asılı olacaq. Bu nasos tıxanarsa, membranın hər iki tərəfindəki na + contrastrasiyası arasındakı fərq yox olur, hücrənin içərisində na + lisenziyası azalacaq və eyni zamanda hüceyrəyə qlükoza axını olacaq dayandırılmaq. Əməliyyat bərpa edildikdən sonra (K + NA +) - Atpase və ionların konsentrasiyasındakı fərq, sonra yayılan axın na + və eyni zamanda qlükoza daşınması eyni zamanda yaradılır. Bunun kimi

amin turşuları, eyni zamanda ionları köçürən simpaten sistemləri kimi fəaliyyət göstərən xüsusi daşıyıcı proteinləri olan membran vasitəsilə transfer vasitəsilə köçürülür. Bakterial hüceyrələrdə şəkər və amin turşularının aktiv daşınması hidrogen ionlarının bir gradientinə bağlıdır. Aşağı molekulyar çəki bağlarının passiv və ya aktiv nəqliyyatında xüsusi membran zülallarının iştirakı bu prosesin yüksək spesifikliyini göstərir. Passiv ion nəqliyyatı vəziyyətində belə, bu ionu "tanımaq", bu ionu qarşılıqlı şəkildə qarşılıqlı olaraq, konkret olaraq məcburi, quruluşlarını dəyişdirin və funksiyasını dəyişdirin. Buna görə də, sadə maddələrin daşınması nümunəsində, analizator kimi analizator kimi hərəkət etməsinin nümunəsi. Membranın reseptor funksiyası, hüceyrəyə görə biopolerləri udarkən xüsusilə özünü göstərir.

Qarşılıqlı əlaqə.

Çox rəngli orqanizmlərdə, qarşılıqlı qarşılıqlı təsirlər səbəbindən, texniki hüceyrə ansambaları meydana gəlir, texniki yollar müxtəlif yollarla həyata keçirilir. Jerminal, embrionik toxumalarda, xüsusən də inkişafın ilk mərhələlərində, səthlərinin bir-birinə yapışmaları səbəbiylə bir-biri ilə əlaqədar olaraq qalır. Bu əmlak yapışır (birləşmələr, debriyaj) hüceyrələri xüsusi olaraq bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqələndirən səthlərinin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilə bilər. Bəzən, xüsusən də bir qatlı epitelerlərdə qonşu hüceyrələrin plazma membranları dülgər seamslarına bənzəyən çox sayda pensiya təşkil edir. Bu, qarşılıqlı birləşmədən əlavə bir güc yaradır. Belə sadə bir yapışdırıcı (lakin xüsusi) birləşmələrə əlavə olaraq, müəyyən bir funksiyaları yerinə yetirən bir sıra xüsusi bir sıra strukturlar, kontaktlar və ya əlaqələr mövcuddur. Bunlar kilidləmə, məcburi və rabitə birləşmələridir. Kilidləmə və ya sıx Bağlantı bir qatlı epitelin xarakterikdir. Bu, iki plazma membranının xarici təbəqələrinin mümkün qədər ən yaxın olduğu bir zonadır. Bu təmasdakı membranın üç qatında görünəndir: hər iki membranın iki xarici osmofilik təbəqəsi 2 - 3 Nm qalınlığında bir ortaq bir təbəqə şəklində birləşdi. PLAZATİKİ MEMBRANİYASININ TƏHLÜKƏSİZLİKLƏRİ, donma və sallanan metoddan istifadə edərək sıx əlaqə zonasında, membran əlaqə nöqtələrinin, satırlar tərəfindən qurulmuşdur (çox güman ki, plazma membranının xüsusi ayrılmaz zülalları) olduğu aşkar edildi. Qlobule və ya zolaqlar, şeritlər, bir grid meydana gətirən və ya cücə səthində şəbəkə meydana gətirən bir şəkildə kəsişərək, bu quruluşun epiteliyalar, xüsusən də Fərkarlı və bağırsaq üçün çox xarakterikdir. Sonuncu vəziyyətdə sıx əlaqə, plasma membranlarının möhkəm bir qaynaşma zonası, apikal (üst, bağırsaq lümeninə baxan) hissələrində sürüşmə hüceyrəsi meydana gətirir. Beləliklə, anbarın hər hüceyrəsi bu təmasın lenti ilə dolaşır. Xüsusi rəngləmə olan bu cür quruluşlar işıq mikroskopu altında görmək olar. Morfoloqlardakı bağlama plitələrinin adını aldılar. Bu vəziyyətdə, bağlanış sıx təmasının rolu yalnız bir-biri ilə hüceyrələrin mexaniki qoşulmasında deyil. Kontaktın bu sahəsi makromolekullar və ionlar və ionlar üçün zəif bir şəkildə keçilməzdir və beləliklə kilidləyir, onları (və bədənin daxili mühiti ilə birlikdə bədənin daxili mühiti ilə birlikdə), bağırsaqda (bədənin daxili mühiti) lümen). Bütün sıx əlaqələr makromolekullar üçün maneələr olsa da, kiçik molekullar üçün keçiriciliyi müxtəlif epitelerlərdə fərqlidir. Rulman (debriyaj) Birləşmələr və ya kontaktlar belə deyil, çünki qonşu hüceyrələrin plazma membranlarını birləşdirmir, həm də sitoskeletonun fibrilary elementlərini bağlayır. Bu tip birləşmələr üçün iki növ zülalın olması xarakterizə olunur. Bunlardan biri, hər iki tərəfli birləşmə (Bazal epitelyum membranı, birləşdirici toxuma, exitelyum membranı, excacelyum membranı) komponentləri ilə və ya mürəkkəb plazmamada olan Transmembrane Linker (bağlayıcılar) zülalları ilə təmsil olunur. İkinci növ, sitoskeletonun sitoplazmatik fibrilləri ilə bu cür təmasda olan hüceyrədaxili zülallar, membran elementləri daxildir. Qarşılıqlı nöqtə birləşən birləşmələr bir çox epitel olmayan toxumalarda aşkar olunur, lakin yapışan (yapışan) quruluşunun quruluşu daha aydın təsvir edilmişdir. lentlərvə ya kəmər, bir qatlı epiteleriyalarda. Bu quruluş, sıx bir əlaqə halında baş verən kimi, epitel hüceyrəsinin bütün perimetrini daşıyır. Çox vaxt belə bir kəmər və ya lent, sıx əlaqənin altından yatır. Bu yerdə, plazma membran bir araya gətirilir və hətta 25-30 nm məsafəsi, hətta aralarında artan sıxlıq zonası da görünür. Bu, CA ++ ionlarının iştirakı ilə bir-biri ilə əlaqəli olan və iki bitişik hüceyrənin membranlarının membranlarının mexaniki bir əlaqəsini təmin edən transmembran glikoproteinlərinin qarşılıqlı təsirindən başqa bir şey deyil. Linker zülalları Cadhelerins-ə aiddir - homojen membran hüceyrələrinin xüsusi tanınması təmin edən reseptorlar. Glikoproteinlərin qatının məhv edilməsi fərdi hüceyrələrin ayrılmasına və epitelin formalaşmasının məhv edilməsinə səbəb olur. Membran yanında sitoplazmik tərəfdən, bir çoxluq görünür sıx maddəHansı bir təbəqə, hüceyrənin bütün perimetri ətrafında olan bir şüa şəklində plazma membranı boyunca uzanan bir təbəqə (6 - 7 nm) filamentləri. İncə filamentlər aktin fibrillərinə aiddir; Plasma membranına sıx bir daha yaxın təbəqə meydana gətirən Vinculin zülalı tərəfindən bağlayırlar. Kəmər birləşməsinin funksional dəyəri yalnız bir-biri ilə hüceyrələrin mexaniki debriyajında \u200b\u200bdeyil: lentdəki aktin filamentlərini azaltmaq kameranın formasını dəyişə bilər. Fokus kontaktları və ya debriyaj lövhələriBir çox hüceyrə var və xüsusilə Fibroblastlarda yaxşı öyrənilir. Onlar yapışan lentlərlə ümumi bir plan qururlar, lakin kiçik sahələr şəklində - plazma çantasında lövhələr şəklində ifadə olunur. Bu vəziyyətdə, Transmembrane Linker zülalları, məsələn, Fibronectin ilə birlikdə, zərgərlik matrisinin zülalları ilə xüsusi olaraq əlaqələndirilir. Sitoplazmdan, eyni glikoproteinlər, öz növbəsində aktin filamentlərinin dəstəsi ilə əlaqəli olan Vinculin daxil olan qrambrat proteinləri ilə əlaqələndirilir. Fokus kontaktlarının funksional dəyəri həm ekstrakin, həm də hüceyrələrin hərəkət etməsinə imkan verən bir mexanizmin yaradılmasında hüceyrəni düzəldəcəkdir. DozemomomomomyLövhə və ya düymələrdən ibarət bir forma sahibi olmaq, hüceyrələri bir-biri ilə də bağlayın. Qarşılıqlı məkanda, CA ++ ionlarından asılı olaraq, bir-birinə bağlı olan inteqral membran glikoproteinləri ilə təqdim olunan bir sıx təbəqə də görünən görünür. Sitoplazmik tərəfdən, sitoskeletin ara filamentləri olan protoplazmik tərəfdən, sitoskeletin ara filamentləri plazmolemma ilə əlaqələndirilir. Dosemomomalar ən çox epitelerlərdə rast gəlinir, bu vəziyyətdə aralıq filamentlərdə keratinlər var. Ürək əzələlərinin hüceyrələri, kardiyomyositlər, dizaynerdə ümidsiz fibrillər ehtiva edir. Gəmilərin taxtasında, vimentino ara filamentləri ümidsizliyin bir hissəsidir. Pedesmosmos, des # ilə quruluşa bənzəyir, lakin qarşılıqlı strukturlar olan hüceyrələrin birləşməsidir. Funksional rol, Desmembos və Semimmolar sırf mexanikidir: hüceyrələri bir-biri ilə və mövzu ilə bir-birinə bağlayırlar. Bütün növ sıx əlaqədən fərqli olaraq debriyaj kontaktları Sulu həllər üçün keçid və yayılmayan yayılmada heç bir rol oynamır. Slical kontaktları Rabitə birləşmələri adlanır. Bu quruluşlar birbaşa ötürmədə iştirak edir kimyəvi maddələr Qəfəsdən hüceyrəyə. Bu tip kontaktlar üçün, 2 - 3 nm məsafədə iki qonşu hüceyrənin plazma membranlarının yaxınlaşması ilə xarakterizə olunur. Dondurma metodundan istifadə - sallanma. Məlum olub ki, slot əlaqə zonasının çipi membranlarında (0,5 ilə 5 mkm ölçü) diametri 7 - 8 Nm-də 5-10 Nm və kanalın mərkəzində olan altıbucaqlı olan hissəciklərlə doludur Təxminən 2 YAM genişliyi. Bu hissəciklər Connexon adlandırıldı. Slotted əlaqə zonalarında hüceyrələrin funksional xüsusiyyətlərindən asılı olaraq 10 ilə 20 arasında bir neçə minə qədər ola bilər. Connexons hazırlıq tətbiq edildi. Onlar Connectin - Zülalın altı subunitsindən ibarətdir. Bir-birini birləşdirərək, bir kanal olan bir silindrik bir vahid - Connexon-u birləşdirir. Ayrı-ayrı qoşulma, proqnozlaşdırıldığı üçün plazma membranına qurulur. Plazma membran hüceyrələrində bir bağlama bir qonşu bir hüceyrənin plazma membranındakı Connexon-a qarşı, iki konnikin kanallarının tək tam ədəd meydana gətirməsi. Connexons birbaşa işıqlı kanallar rolunu oynayır, əksinə ionlar və aşağı molekulyar çəki maddələri hüceyrədəki hüceyrədən yayıla bilər. Connexons daxili kanalın diametrini dəyişdirərək bağlana bilər və onlar hüceyrələr arasında nəqliyyat molekullarının tənzimlənməsinə daxildir. Nə zülal, nə də nukle turşuları Slot kontaktları vasitəsilə keçə bilməz. Yumşaq kontaktların aşağı molekulyar çəki birləşmələri keçmək bacarığı, əsəb vasitəçisinin iştirakı olmadan hüceyrədən hüceyrəyə elektrik nəbzinin (həyəcan dalğasının) sürətlə ötürülməsi. Sinapik əlaqə (synapses). Sinaps bir elementdən digərinə birtərəfli ötürülməsi və ya əyləc üçün göstərilən iki hüceyrənin təmas hissələridir. Bu tip kontaktlar sinir toxuması üçün xarakterikdir və iki neyron arasında, həm də neyronlar və hər hansı digər element - reseptor və ya effekti arasında baş verir. Bir sinaptik təmas nümunəsi də sinir əzələ sonudur. İnternersion synapses adətən bir növ armud şəklində uzantılar (lövhə) var. Sinaptik lövhələr həm başqa bir neyronun, həm də prosesləri ilə əlaqə qura bilər. Sinir hüceyrələrinin (aksonlar) periferik prosesləri hüceyrə effektiv hüceyrələri (əzələ və ya dəmir) və ya reseptor hüceyrələri ilə xüsusi kontaktlar meydana gətirir. Nəticə etibarilə, sinaps iki hüceyrənin (eləcə də desmasoma) bölmələri arasında formalaşan xüsusi bir quruluşdur. Sinaptik kontaktlar yerlərində hüceyrə membranları bir -raclı məkan - təxminən 20 - 30 nm olan bir sinaptik yarıq ilə ayrılır. Tez-tez membranlar materialı ilə əlaqəli olan nazik çiçək, süpürgəçi, incə çiçək. Bir hücrənin bir hüceyrə ötürülməsi, sinaptik təmas bölgəsində, postsini postsinaptik olan başqa bir hüceyrənin membranı deyil, presinaptik adlanır. Presinaptik membran yaxınlığında aşkar edilmişdir böyük miqdar Kiçik vakuoles - vasitəçilərlə dolu sinaptik baloncuklar. Sinaptik baloncukların məzmunu sinir nəbzinin keçidi zamanı sinaptik yuvasına ekzositozu çıxarılır. Postsinaptik membran tez-tez nazik fibrillərin çoxluğunun sitoplazmasından qaynaqlanan yığılması səbəbindən adi membranların daha qalınlaşmasına baxır. Plazmodesma. Bu tip bir-birinə qapanma bitkiləri bitkilərdə baş verir. Plazmodlarma, iki qonşu hüceyrəni birləşdirən nazik boru sitoplazmik kanallarıdır. Bu kanalların diametri ümumiyyətlə 20 - 40 nm-dir. Məhdudlaşdırıcı membran kanalları birbaşa qonşu hüceyrələrin plazma membranlarına çevrilir. Plazmodesma hüceyrələrin ayıran hüceyrə divarından keçin. Membran boru elementləri qonşu hüceyrələrin endoplazmatik retikulumunun tanklarını birləşdirən plazmodların içərisində nüfuz edə bilər. Plazmodesma əsas hüceyrə qabığı tikildikdə bölmə zamanı formalaşır. Yeganə parçalanma hüceyrələrində plazmodların sayı çox böyük ola bilər (hər hüceyrəyə 1000-ə qədər). Hüceyrə yaşlanarkən, onların sayı hüceyrə divarının qalınlığının artması ilə qırılır. Lipid damcıları plazmodemlər tərəfindən köçürülə bilər. Plazmodezma vasitəsilə hüceyrələr tərəvəz viruslarına yoluxur.

Hüceyrə planetimizdə və açıq sistemdə yaşayanların struktur vahididir. Bu o deməkdir ki, onun dolanışıqları üçün daimi metabolizm və enerji tələb edir Ətraf mühit. Bu mübadilə membran - bütövlüyünü qorumaq üçün hazırlanmış hüceyrənin əsas haşiyəsi vasitəsilə həyata keçirilir. Hüceyrə mübadiləsinin aparıldığı membrandan keçir və hər hansı bir maddənin konsentrasiyasının konsentrasiyasına gəlir. Sitoplazmik membran vasitəsilə aktiv nəqliyyat - proses mürəkkəb və enerji istehlakçısıdır.

Membran - maneə və şlüz

Sitoplazmik membran, bir çox mobil orqanellerin, plastik və incəliklərin bir hissəsidir. Müasir elm membran quruluşunun maye-mozaika modelinə əsaslanır. Xüsusi quruluşu səbəbindən membran vasitəsilə maddələrin aktiv nəqliyyatı mümkündür. Membranların əsasını lipid bilay formalarını təşkil edir - əsasən lipid bilayerin əsas xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq yerləşən fosfolipidlər - axın (sahələri yerləşdirmək və itirmək qabiliyyəti), özünü idarə etmək və asimmetriya. Membranların ikinci komponenti - zülallar. Onların funksiyaları müxtəlifdir: aktiv nəqliyyat, qəbul, fermentasiya, tanınma.

Zülallar həm membranların səthində, həm də içərisində, bəziləri isə bir neçə dəfə də var. Membrandakı protein əmlakı, membranın bir tərəfindən digərinə ("flip-flop") yoldan keçmə qabiliyyətidir. Və son komponent - saccharide və polisaccharide membranların səthindəki karbohidrat zəncirləri. Onların funksiyaları və bu gün mübahisəlidir.

Membran vasitəsilə maddələrin aktiv nəqliyyat vasitələrinin növləri

Nəzarət olunan, enerji xərcləri ilə baş verən və konsentrasiya gradientinə qarşı olan bir hüceyrə membranı vasitəsilə maddələrin belə bir transferi aktiv olacaqdır (maddələr aşağı konsentrasiya bölgəsindən yüksək konsentrasiya bölgəsinə köçürülür). Hansı enerji mənbəyindən asılı olaraq aşağıdakı nəqliyyat növləri fərqlənir:

  • Əvvəlcə aktiv (enerji mənbəyi - adenozine infuziya ADP-yə hidroliz).
  • Orta aktiv (ilkin aktiv nəqliyyat vasitələri mexanizmlərinin istismarı nəticəsində yaradılan ikinci dərəcəli enerji ilə təmin edilmişdir).

Zülal köməkçiləri

Birincisində və ikinci halda nəqliyyat, daşıyıcı zülallar olmadan nəqliyyat mümkün deyil. Bu nəqliyyat zülalları çox spesifikdir və müəyyən molekulları, bəzən müəyyən bir molekulların hətta müəyyən bir sıra transferləri üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu, mutasiya edən muteriya genləri üzərində eksperimental olaraq sübut edildi, bu da müəyyən bir karbohidratın diafraqması vasitəsilə aktiv nəqliyyatın mümkünsüzlüyünə səbəb oldu. Transmembrane daşıyıcıları əslində nəqliyyatçılar ola bilər (molekullarla qarşılıqlı əlaqə qururlar və membranla birbaşa aparırlar) və ya kanal formalaşdırılması (xüsusi maddələr üçün açıq olan membranlarda məscidlər).

Natrium və kalium nasosu

Membran vasitəsilə maddələrin ilkin aktiv nəqliyyat vasitələrinin ən öyrənilmiş nümunəsi NA + -, K + -nsos. Bu mexanizm, membrananın hər iki tərəfində və digər metabolik proseslərdə osmotik təzyiqləri qorumaq üçün lazım olan membranın hər iki tərəfində və K + konsentrasiyasındakı fərqi təmin edir. Transmembered Protein-Carrier - Natrium-kalium ATP-AZA - üç hissədən ibarətdir:

  • Membran xaricində, protein kalium ionları üçün iki reseptordur.
  • Membranın içərisində - natrium ionları üçün üç reseptor.
  • Proteinin daxili hissəsi ATP fəaliyyəti ilə xarakterizə olunur.

İki kalium ionları və üç natrium ionları membranın hər iki tərəfindəki protein reseptorları ilə əlaqələndirildikdə, ATP aktivləşdirilir. ATP molekulu, kalium ionlarının köçürülməsinə xərclənən enerjinin sərbəst buraxılması ilə ADP-yə hidrrolyz edilmişdir və natrium ionları kənara sitoplazmik membran. Belə bir nasosun səmərəliliyinin 90% -dən çox olduğu təxmin edilir ki, bu da özü də təəccüblüdür.

İstinad üçün: Daxili yanma mühərrikinin səmərəliliyi təxminən 40%, elektrik - 80% -ə qədərdir. Maraqlıdır ki, nasos da əks istiqamətdə işləyə bilər və ATP sintezi üçün fosfat donoru kimi xidmət edə bilər. Bəzi hüceyrələr üçün (məsələn, neyronlar) üçün xərcləmə, natriumun sökülməsinin ümumi enerjisinin 70% -ə qədər xarakterizə olunur və kalium ionlarının içərisinə nəql olunur. Aktiv nəqliyyatın eyni prinsipi ilə, kalsium, xlor, hidrogen və digər kationlar üçün nasoslar (müsbət yüklü ion) işi. Anions (mənfi yüklənmiş ion) üçün bu cür nasoslar aşkarlanmadı.

Karbohidrat və amin turşuları

İkinci dərəcəli aktiv nəqliyyatın nümunəsi qlükoza hüceyrələrinə, amin turşularına, yod, dəmir və sidik turşusuna köçürülə bilər. Kalium-natrium nasosunun əməliyyatı nəticəsində bir natrium konsentrasiyası gradient yaradılır: konsentrasiyası yüksəkdir və içəridə aşağı (bəzən 10-20 dəfə). Natrium qəfəsə yayılmağa çalışır və bu yayılma enerjisinin tərkibində maddələrin daşınması üçün istifadə edilə bilər. Bu mexanizm CotRansport və ya aktiv nəqliyyat adlanır. Bu vəziyyətdə, daşıyıcı proteinin xarici hissədən iki reseptor mərkəzi var: biri natrium üçün, digəri daşınmış element üçün. Yalnız hər iki reseptorun aktivləşməsindən sonra protein uyğun dəyişikliklərə məruz qalır və natrium diffuziya enerjisi konsentrasiya gradientinə qarşı nəql olunan bir maddəni kameraya təqdim edir.

Hüceyrə üçün aktiv nəqliyyatın dəyəri

Membran vasitəsi ilə maddələrin adi bir yayılması nə qədər davam edirsə, onlardan kənarda və hüceyrənin içərisində konsentrasiyalar düzəldiləcəkdir. Bu da ölüm hüceyrələri üçündür. Axı, bütün biokimyəvi proseslər potensiallar arasındakı elektrik fərqində axmalıdır. Aktiv olmadan, neyron maddələrinin daşınmasına qarşı ötürə bilməyəcəkdi sinir impulsu. Və əzələ hüceyrələri kiçilmək fürsətini itirərdilər. Hüceyrə osmotik təzyiq və düzlənmiş saxlaya bilməyəcəkdi. Metabolizmin məhsulları aşmayacaqdı. Bəli, və hormonlar heç qan dövranına girməzdi. Axı, hətta Ameb enerji xərcləyir və eyni ion nasoslarının köməyi ilə membranındakı potensialların fərqini yaradır.

Passiv nəqliyyatsadə və yüngül diffuziya - enerji xərclərini tələb etməyən proseslər daxildir. Diffuziya - Bölgədən membran vasitəsilə molekul və ionların daşınması, aşağı konsentrasiyası olan yüksək bölgə olan ionlar. Maddələr konsentrasiya gradientinin altına gəlir. Yarımkeçən membranlar vasitəsilə suyun yayılması deyilir osmoz. Su, zülallar tərəfindən meydana gələn membran məsamələrindən keçməyə qadirdir və molekullara və ion maddələrində həll edilmiş molekullara və ionlara dözə bilər. Sadə diffuziya mexanizmi kiçik molekulların köçürülməsi ilə həyata keçirilir (məsələn, O2, H2O, CO2); Bu proses azlıqdır və membranın hər iki tərəfindəki daşınan molekulların konsentrasiyası konsentrasiyasına mütənasib dərəcədə davam edir.

İşıq diffuziyasıbu kanallar və (və ya), daşınan molekullarla əlaqədar spesifikliyi olan daşıyıcı zülallar vasitəsilə həyata keçirilir. Elektrokimyəvi gradientin kiçik suda həll olunan molekullar və ionları tərəfindən nəql olunduğu ion kanalları kimi kiçik sulu məsamələri təşkil edən transmembrane zülalları. Zülal daşıyıcıları, eyni zamanda spesifik molekulların plazmolm vasitəsilə nəqliyyatın daşınmasını təmin edərək, geri çevrilə bilən dəyişikliklərə məruz qalan transmembrane zülallarıdır. Həm passiv, həm də aktiv nəqliyyatın mexanizmlərində fəaliyyət göstərir.

Aktiv nəqliyyat bir enerji intensiv bir prosesdir, bunun səbəbi, molekulların köçürülməsi, operator zülallarının köməyi ilə aparılır elektrokimyəvi gradient. İonların əksinə yönəlmiş aktiv nəqliyyatını təmin edən bir mexanizmin nümunəsi, natrium-kalium nasosudur (NA + -c + -cphaze protein), hansı sayda sitoplazmdan çıxır və ionlar + eyni zamanda ona köçürülür. Hüceyrə içərisindəki K + konsentrasiyası, xaricdən 10-20 dəfə yüksəkdir və na konsentrasiyası əksinədir. İonların konsentrasiyasındakı belə bir fərq (na * -k *\u003e\u003e nasosu təmin etmək üçün. Bu konsentrasiyanı qorumaq üçün, hər iki iona hər iki iona olan üç na ionları hüceyrəyə aparılır. Bu müddətdə , Zülal, pompor əməliyyatı üçün tələb olunan enerjinin sərbəst buraxılması ilə ATP-nin ferment parçalanması funksiyasını yerinə yetirən membranda iştirak edir.
Passiv və aktiv nəqliyyatda xüsusi membran zülallarının iştirakı bu prosesin yüksək spesifikliyini göstərir. Bu mexanizm hüceyrənin həcminin həcminin qorunmasını təmin edir (osmotik təzyiqi tənzimləyən), habelə membran potensialı da. Qlükoza hücrəyə aktiv nəqliyyatı bir protein-daşıyıcı tərəfindən həyata keçirilir və NA + ionunun bir istiqaməti ilə birləşdirilmişdir.

Yüngül nəqliyyat ionlar xüsusi transmembrane zülalları ilə vasitəçilik edir - müəyyən ionların seçmə ötürülməsini təmin edən ion kanalları. Bu kanallar nəqliyyat sisteminin özü və bir müddətdir membran potensialındakı bir dəyişikliyə cavab olaraq bir neçə dəfə bir kanal açan daşıyıcı mexanizmi (b) mexaniki təsir göstərən (məsələn, daxili saçlı hüceyrələrdə), Ligand bağlama (siqnal molekulu və ya ion).

Membran nəqliyyat maddələri də fərqlənir hərəkət istiqamətində və bu daşıyıcı tərəfindən köçürülən maddələrin sayı:

  • Unportant - Bir maddənin gradientdən asılı olaraq bir istiqamətdə nəqliyyat
  • Simport - bir daşıyıcı vasitəsilə bir istiqamətdə iki maddənin daşınması.
  • Antiport, bir daşıyıcı yolu ilə müxtəlif istiqamətlərdə iki maddənin hərəkətidir.

Anlamaq Məsələn, natrium ionlarının potensial nəsil zamanı hüceyrəyə köçürülən potensialdan asılı natrium kanalı keçirir.

Simport Bağırsaq epitelyum hüceyrələrinin xarici (çevrilmiş bağırsaq lümen) tərəfində yerləşən bir qlükoza daşıyıcısını həyata keçirir. Bu protein qlükoza molekulu və natrium ionunu ələ keçirir və quruluşu dəyişdirir, hücrənin içərisindəki hər iki maddəyə dözür. Eyni zamanda, Elektrokimyəvi Gradientin enerjisi, ATP natrium-Aza-nin ATP-AZA-nın hidrolizi səbəbindən növbəsində yaradılan növbədə istifadə olunur.

Antiport Məsələn, natrium-kalium atpazis (və ya natrium asılı atpaz) aparır. Kalium ionlarını qəfəsə köçürür. Və hüceyrə - natrium ionlarından. Əvvəlcə bu daşıyıcı membranın içərisindən üç ion verir Na. +. Bu ionlar atpazın aktiv mərkəzinin qurulmasını dəyişdirir. ATPAZ-un bu cür aktivləşdirilməsindən sonra bir ATP molekulunu hidroyze edə bilər və fosfat ionu, membranın içindəki daşıyıcıın səthində sabitlənir.

Ayrılmış enerji, atpazın qurulmasında dəyişikliklərə, sonra üç ion Na. + və ion (fosfat) membranın kənarında olmaq üçün çıxır. Budur ionlar Na. + bölün və iki ion ilə əvəz olundu K. +. Sonra daşıyıcının qurulması orijinal və ionlara görə dəyişir K. + Membrananın içərisində olduğu ortaya çıxır. Budur ionlar K. + Split və daşıyıcı yenidən işə hazırdır.

Membranda ion nəqliyyatını hüceyrə membranı vasitəsilə təmin edən 2 növ xüsusi inteqral protein sistemləri var: ion nasosları və ion kanalları. Yəni, membran vasitəsilə ion nəqliyyatının 2-si nəqliyyat növü var: passiv və aktivdir.

İon nasosları və transmembrane ion gradients

İon nasosları (nasoslar) - Konsentrasiya gradientinə qarşı ionların aktiv köçürməsini təmin edən inteqral zülallar. Nəqliyyat üçün enerji Hidroliz ATP-nin enerjisidir. NA + / K + nasosları var (K + Mübadilə Mübadiləsi Na + hüceyrəsi), CA ++ Nasos (CA ++ Hüceyrələri Nasos), CLP (Çıxarılmış CL -).

İon nasoslarının istismarı nəticəsində Transmembrane ion gradients yaradılır və dəstəklənir:

  • cA +, CA ++, CL - Cl - hücrənin içərisində cəmin xaricindən (yanaşı maye içərisində) daha aşağıdır;
  • hüceyrə içərisindəki k + konsentrasiyası xaricidən yüksəkdir.

Natrium-kalium nasosunun mexanizmi. Bir dövrə üçün NKN, hücrədən 3 na + ionları və 2 ion K + hücrəyə köçürülür. Bu, ayrılmaz protein molekulunun 2 mövqedə ola biləcəyi ilə əlaqədardır. Bir kanal meydana gətirən protein molekulu, ya na + ya da k + bağlayan aktiv bir sahəyə malikdir. Mövqe (Conformation) 1, hüceyrənin içərisində ünvanlanır və na + əlavə edə bilər. Athfase fermenti aktivləşdirildi, ADF-ə bir ATF. Nəticədə, molekul konformaya çevrilir 2. 2 mövqedə, hücrədən kənarda üzləşir və K + əlavə edə bilər. Sonra uyğunlaşma yenidən dəyişir və dövrü təkrarlanır.

İon kanalları

İon kanalları - Konsentrasiya gradientində ionların passiv nəqliyyatını təmin edən inteqral zülallar. Nəqliyyat üçün enerji membranın (transmembrane ion gradient) hər iki tərəfindəki ionların konsentrasiyasındakı fərqdir.

Seçici olmayan kanallar aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir:

  • bütün növ ionlar ötürülür, lakin K + ionları üçün keçiricilik digər ionlara nisbətən daha yüksəkdir;
  • həmişə açıq vəziyyətdədirlər.

Seçici kanallar aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir.:

  • yalnız bir növ ionlar keçir; Hər bir ion növü üçün öz kanal növü var;
  • 3 dövlətdən birində ola bilər: qapalı, aktivləşdirilmiş, aktivləşdirilmişdir.

Seçici kanalın seçmə keçiriciliyi təmin edilir selektiv filtr,kanalın dar nöqtəsində yerləşən mənfi ittiham olunan oksigen atomlarının bir halqası tərəfindən meydana gəlir.

Kanalın vəziyyətinin dəyişdirilməsi işlə təmin olunur toplama mexanizmi, iki protein molekulu ilə təmsil olunur. Bu protein molekulları, sözdə aktivləşdirmə qapıları və inaktivasiya qapıları, onların qurulması, ion kanalını üst-üstə düşə bilər.

İstirahət vəziyyətində, aktivləşdirmə qapıları bağlanır, inaktivasiya qapıları açıqdır (kanal bağlanır). Portativ siqnal siqnalında fəaliyyət göstərən aktivləşdirmə qapıları açılır və kanal vasitəsilə ionların nəqliyyatı (kanal aktivləşdirilir). Membranın əhəmiyyətli bir depolarizasiyası ilə, hüceyrələrin inaktasiyasiyası qapıları bağlanır və ionların daşınması dayandırılır (kanal aktivdir). İstirahət potensialının səviyyəsini bərpa edərkən kanal orijinal (qapalı) vəziyyətə qayıdır.

Aktivləşdirmə qapısının açılmasına səbəb olan siqnaldan asılı olaraq, seçici ion kanallarına bölünür:

  • chemoch həssas kanallar - Aktivləşdirmə Qapısının açılışına siqnal, Ligand'a bağlama nəticəsində protein-reseptor kanalı ilə əlaqəli quruluşdakı dəyişiklikdir;
  • potensial kanallar - Aktivləşdirmə qapısının açılmasına siqnal sülh potensialının azalması (depolarizasiya) mobil membran çağırılan müəyyən bir səviyyəyə qədər tənqidi səviyyə Depolarizasiya(Kud).