Portalda reklama

Biologiyada faol transport mavjud. Passiv va faol transport. Natriy va kaliy nasos

Atsional transport deb nomlanadi, unda molekula kontsentratsiyaning gradienti yo'nalishidan qat'i nazar, membrana bo'ylab harakatlanishi kerak. Ko'pincha u past konsentratsiyaning yuqori konsentratsiyasi bo'lgan, yuqoriroq va erkin energiya ortishi bilan birga, bu 5.71 LGC2 / C | KJ-mol-1.

Yuqorida aytib o'tilganidek, moddalarni ko'chirish jarayoni joylardan elektrokimyoviy salohiyatining kichik qiymatiga ega bo'lgan joylarda kichikroq qiymatga ega bo'lgan joylardan.

Membranadagi faol transport gibbt energiyasining ko'payishi bilan birga, u o'z-o'zidan bora olmaydi, ya'ni bunday jarayonning ba'zi bir oqim reaktsiyasi bilan birlashtiradigan narsa zarur. Umuman olganda, bu ikki jihatdan amalga oshirilishi mumkin: 1) gidroliz ATP, I.E. Makroergik aloqalarda saqlanadigan energiya narxi tufayli; 2) muayyan tashuvchilarning mavjudligi va membranasida ionlarning konsentratsiyasining membranasi va / yoki gradyan tomonidan vositachilik.

Birinchi holda, transport gidrolizining erkin energiyasi tufayli operatsion elektr ion nasoslaridan foydalangan holda transport amalga oshiriladi. Ular integral oqsillarning maxsus tizimlari bilan bog'liq va transportni qoldiradigan transport. Ayni paytda membrana orqali ionlarni o'z ichiga olgan uchta turdagi elektr ion nasoslari mavjud, ular har bir ATP molekulalarining gidrolizi paytida chiqarilishi tufayli ikkita kaliy ionlari, hujayraga va uchta natriyga o'tkaziladi ionlar qayta tiklanadi; CA2 + - Atpaz gidrolizy gidroliz energiyasi tufayli ikkita kaltsiy ionlari uzatiladi; H + - Pompe - ikkita proton.

Ikkinchi holatda, moddalarning transport vositalari ikkilamchi, buning uchun uchta sxemalar chuqur o'rganilmoqda.

Muayyan tashuvchi bilan kombinatsion ion uzatish BMTSport nomini oldi. Shu bilan birga, zaryadlangan molekulas bo'lsa, membrana yoki bir kompleksda, agar transport vositasi zaryadlangan tashuvchi bilan ta'minlansa, bo'sh tashuvchi bo'lsa. O'tkazma natijasi kamayib ionlarning to'planishi bo'ladi membrana potentsiali. Bunday ta'sir energiyani kalamushlashtirilgan mitoxondriya davrida sezinezils mavjudligida kuzatiladi.

Bitta molekulada ishtirok etgan ionlarni ionlarni peshtaxta berish - tashuvchi antiport nomini oldi. Buyurtma molekulasi har bir ko'chma ionlarning har bir ionlari bilan qattiq kompleksni hosil qiladi deb taxmin qilinadi. O'tkazma ikki bosqichda amalga oshiriladi: birinchi navbatda, bitta ion chapdan o'ngga o'tadi, keyin ikkinchi ion qarama-qarshi yo'nalishda joylashgan. Membrana potentsial o'zgarmaydi. Aftidan haydash quvvati Bu jarayon ko'chma ionlardan birining kontsentratsiyasining farqidir. Agar ikkinchi ionning kontsentratsiyasining farqi bo'lmasa, birinchi ionning natijalari ikkinchi ionning to'planishi birinchi navbatchilik kontsentratsiyasining farqini kamaytirish orqali amalga oshiriladi. Antiportning klassik namunasi kaliyning hujayra membranasi va nixirikin antibiotiklari bilan bog'liq bo'lgan vodorod ionlari orqali uzatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, ko'plab tashuvchilarning aksariyati antiport turi bo'yicha ishlaydi, ya'ni, membrana orqali har qanday zaryadga ega bo'lgan har qanday zaryadga ega bo'lgan, ammo qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanadigan har qanday aniq modda evaziga mavjud bo'ladi.

Shunday qilib, asosiy hujayra tarkibiy qismini ishlab chiqarish kontentratsiya gretentient, Bu moddaning gradientiga boradigan va ikkala harakatlantiruvchi kuchlar teng bo'lgangacha "ish" ni amalga oshirishni nazorat qilishi mumkin.

Mahalliy tashuvchisining ishtirokida moddalarni qo'shma yo'naltirishning birgalikdagi tartibli uzatilishi Simport deb nomlanadi. Membranada ikkita elektron zarralar bo'lishi mumkin deb taxmin qilinadi: kompleksda kation va anon va bo'sh tashuvchi bilan. Bunday transfer tizimida membrana potentsial o'zgarmasa, transportning sababi ionlardan birining kontsentratsiyasining farqi bo'lishi mumkin. Bu jarayon osmani tejamkorning sezilarli almashish bilan birga bo'lishi kerak, deb ishoniladi, chunki Osmotik muvozanatni sezilarli darajada almashtirish bilan birga bitta tsiklda membrana orqali bir yo'nalishda o'tkaziladi.

Juda yaxshi rivojlangan (nazariyalar, ion va endogenni berish mexanizmlari mavjudligi sababli organik moddalar Giyohvand moddalar bo'yicha tajribalarda olingan ma'lumotlarni sharhlash (6.3.3 bo'lim).

Analogiya bilan. 6.10 Faol transportni rasmda ko'rsatilganidek ifodalash mumkin. 6.11.

Bunday holda, membrananing tashqi tomonidagi dorin (L) majmuasi U membranaga kirib, l narida joylashgan. Faol transport holatida, membrananing ichki qismidagi konsentratsiyasi tashqi tomondan ko'proq konsentratsiyalangan bo'lishi mumkin. Passiv transport vositasidan farqli o'laroq, ATP energiyasi yordamida kompleks anaktiv "A" ni osonlikcha tozalaydi (6.11-rasm). CA CA transportini amalga oshirish uchun energiya xarajatlarini ta'minlash. Membrananing qarama-qarshi yo'nalishi, biz ko'proq K0-da ((, ((((() giyohvand moddalar kompleksining assimetrik bo'linishi deb taxmin qilishimiz mumkin.

Tashqi suvli faza

Konsentratsiya [l] 0 Faoliyat (L) 0

Tirik organizmlarda, transport mexanizmlari keng tarqalgan va hujayraning asosiy funktsiyalaridan biri sifatida ko'rib chiqilishi mumkin. Masalan, hujayralarda kaliyning yuqori konsentratsiyasi va natriy kontsentratsiyasi, hujayralar esa teskari munosabatlarda mavjud. Membranalarda doimiy va kaliydan tashqarida joylashgan hujayradan doimiy "nasos" natriy tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan ionlari va asimmetrik taqsimot uchun membranalar. Oshqozondagi NS1 to'plam H + va SG ning haqiqiy transporti. Yodning yodgrining shunga o'xshash mexanizmga qarab konsentratsiya qiladi. Shakar ichaklar va proksimal trubullardagi yuqori konsentratsiyaga qarshi o'tkaziladi. Ichaklar, buyraklar, mushaklarda aminokislotalar, shuningdek, xuddi shunday munosabatda bo'ladi. Organik kislotalar sekretsiyasi (Napa-Aminobenzoik, giminob) buyrak naychalari faol transport jarayonidir.

Faol transport mexanizmi tabiat tomonidan tananing biologik ehtiyojlarini zarur ozuqa moddalarida yoki ulardan metabolizm mahsulotlarining mahsulotlarini qondirish uchun juda o'ziga xosdir. Giyohvand moddalarga kelsak, bu holda ular kimyoviy tuzilishga organizmning tabiiy moddalariga yaqin bo'lishi kerak. Ichakda faol transport orqali pirimidin florofurk va temirning analog'i so'rilgan. Leveroftning bir xil darajasi yordamida gemogorlik to'sig'iga kiradi. Buyrak kanalida organik kislotalar va asoslar bilan bog'liq bo'lgan sirte dorilar.

Moddalarning transporti mexanizmlarini hisobga olishni jamlab, hayotiy faoliyat jarayonida yana bir bor ta'kidlash kerakki, hujayralar oqimlar samarali sozlanishi. Bu vazifa bilan unga tarmoq ichidagi hujayra membranasi, ion nasoslari, tashuvchi va yuqori tanlangan molekulalar tizimi mavjud ion kanallari.

Birinchi qarashda bunday mo'l-ko'lchilik tizimi keraksiz bo'lib tuyuladi, chunki ion nasoslarining ishi sizga xarakterli xususiyatlarni ta'minlashga imkon beradi biologik transport: Engil TLASTLIK, moddalarni diffuzuzafsa kuchlar va elektr maydoniga etkazish. Paradoks, tartibga solinadigan oqimlar miqdori cheksiz katta, nasoslar esa uchtadir. Bunday holda, Ion konjuvatsiya mexanizmlari, bu ikkinchi darajali faol transport nomini olgan, ularda tarqoq jarayonlar muhim rol o'ynaydi. Shunday qilib, hujayra membranasida diffuz qo'yish hodisalari bilan birgalikda hujayraning membranasida diffuz uzatilishi bilan uyg'unligi hujayraning hayotiy faoliyatini ta'minlaydigan bazadir.

Ionlarni tashishda plazmada membrananing transport oqsillari ishtirok etadi. Ushbu oqsillar bir vaqtning o'zida bitta moddani (birlashma) va bir nechta moddalarni va bir moddaning importi bilan bir necha moddani va bir moddani olib chiqish, boshqa (antiparort) chiqarishi mumkin. Masalan, glyukoza Na + ion bilan birga bo'lgan hujayralarda bo'lishi mumkin. Ionlarni tashish gradient, I.E. qo'shimcha energiya xarajatlarisiz passiv ravishda amalga oshiriladi. Passiv transporti holatida, yemli molekulalar kontsentratsiyaning gradienti bo'yicha oddiy tarqalishi sababli molekulalar membranadan o'tib ketadigan molekulyar komplekslar hosil bo'ladi. Ushbu kanallarning ba'zilari doimiy ravishda ochiq, boshqalari signal molekulalariga javob yoki signal berish yoki ion ichidagi ionlarning ichidagi konsentratsiyani o'zgartirishlari mumkin. Boshqa hollarda, maxsus membrana tashuvchilar bir yoki boshqa ion bilan tanlanadi va uni membrana orqali o'tkazib yuboradi. Hujayralarning sitoplazmasida ionlarning kontsentratsiyasi nafaqat tashqi muhitdagi kontsentratsiyada, balki qoni plazmasida ham, yuqori hayvonlarning organizmidagi hujayralarni yuvish. Amaliy hujayralarning ichidagi montavalik kationlarining umumiy konsentratsiyasi va deyarli 150 mm) izotonik. Ammo sitoplazma kontsentratsiyasida qariyb 50 baravar yuqori va NA + bu farq faqat tirik hujayrada saqlanadi yoki unda bu farqda, agar u holda bir oz vaqt o'tgach, metabolik jarayonlar bo'lsa, Ikkala tomonda ion farqlari ikkala tomonda plazma membranasi yo'qoladi. Siz kameralarni +2 o C gacha soviingiz mumkin va bir muncha vaqt o'tgach, membrananing ikkala tomonidagi K + va Na konsentratsiyasi bir xil bo'ladi. Uyali isitish paytida bu farq tiklanadi. Ushbu hodisa hujayralarda energiya gidrolizi hisobidan energiyani sarflaydigan membrana oqsil tashuvchilari mavjudligi bilan bog'liq. Ushbu moddalarni uzatishning ushbu turi faol transport deb ataladi va oqsil ion nasoslaridan foydalangan holda amalga oshiriladi. Plazma membranasida ikki parvozli molekula (K + + Na +) - bir vaqtning o'zida va atasus bo'lgan nasos mavjud. Ushbu nasos 3 tsiklga NAE + va kontsentratsiya gradientiga ion uchun 2 ionni 2 iondan nasos qiladi. Shu bilan birga, bitta ATP molekulasi atnomasining fosforillanishiga sarflanadi, natijada Nati + kamera orqali uzatiladi, va K + protein molekulasiga murojaat qila oladi va keyin kameraga o'tkaziladi. Membran nasoslari, kontsentratsiya hujayralarida membraniy nasoslar va mg 2+ va Ca ham faol transport natijasida faol transport natijasida, shuningdek, ATP ning narxi bilan ham sodir bo'ladi. Ionlarning faol transporti, turli xil shakar, nukleotidlar va aminokislotalar plazma membranasi orqali kirib boradilar. Shunday qilib, xayrixoh bo'lgan ion oqimi bilan bir vaqtda glyukoza terma jamoasi faol ravishda kiradi (K +, Na +) - nasosga bog'liq bo'ladi. Agar ushbu nasos bloklangan bo'lsa, unda membrananing ikkala tomonining ikkala tomonidagi Na + ning kontsentratsiyasi yo'qoladi, bir vaqtning o'zida hujayraga glyukoza oqimi kamayadi to'xtatilmang. Operatsiya qayta tiklanishi bilan (K + + Na +) - ionlarning kontsentratsiyasining farqsi, so'ngra diffuz oqimli Na + va bir vaqtning o'zida glyukoza tashish bir vaqtning o'zida. Shunga o'xshash

aminokislotalarga xiyonatkor tizimlar, ionlarni bir vaqtning o'zida ionlarni uzatuvchi maxsus tashuvchi oqsillar bilan tashiladi. Bakterial hujayralarda shakar va aminokislotalarning faol transporti vodorod ionlarining gradientiga bog'liq. Kam molekulyar vaznli ulanishlarning passiv yoki faol transportida maxsus membran oqsillarining ishtiroki ushbu jarayonning yuqori xususiyatlarini ko'rsatadi. Passiv ion transportida ham oqsillarni "taniydi", bu ionni aniqlaydi, xususan, bunga aloqador, tuzatilishi va funktsiyasini o'zgartiradi. Shu sababli, oddiy moddalarni olib qo'yish missiyasida membrana retseptorlari sifatida analizator sifatida ishlaydi. Membrananing retseptorlari b. Biopiliylarni hujayra bo'yicha yutishda ayniqsa namoyon bo'ladi.

Parchalararo aloqalar.

Ko'p tarmoqli organizmlarda, hujayralararo o'zaro ta'sirlar tufayli, murakkab hujayra ansambllari shakllanadi, uni saqlash turli yo'llar bilan amalga oshiriladi. Germeral, embrion to'qimalarda, ayniqsa rivojlanishning dastlabki bosqichlarida, hujayralar ularning yuzalari bir-biriga birlashishga qodirligi sababli bir-biri bilan bog'liq. Bu mulk yopishish (aralashmalar, debriyajlar) hujayralari, sirtlarining bir-biri bilan o'zaro aloqada bo'lgan yuzalarning xususiyatlari bilan belgilanishi mumkin. Ba'zan, ayniqsa, bir qatlamli epiteliyalarda qo'shni hujayralarning plazma membranalari duradgor tikuvlariga o'xshash bir nechta pensiyalarni hosil qiladi. Bu o'zaro aloqaning qo'shimcha kuchini yaratadi. Bunday oddiy yopishtiruvchi (ammo aniq) aralashmadan tashqari, ma'lum bir funktsiyalarni bajaradigan bir qator maxsus qismlar, kontaktlar yoki ulanishlar mavjud. Bular qulflash, bog'lash va aloqa birikmalari. Qulflash yoki zich Ulanish bitta qatlamli epiteliyga xosdir. Bu ikkita plazma membranasining tashqi qatlamlari iloji boricha eng yaqin bo'lgan zona. Ushbu kontaktdagi membrananing uch qatlami ko'pincha ko'rinadi: ikkalasi ham parametrlarning ikkita tashqi osmofil qatlamlari bitta keng tarqalgan qatlamga birlashtirilganga o'xshaydi, 2 - 3 nm qalinlikda. Samolyotda plazomik membrananing tayyorgarligi muzlash va tebranish usuli yordamida zich aloqada bo'lgan zich kontaktida zich aloqalar zonasida, qatorlar tomonidan o'rnatilgan globulalar (ehtimol, plazma membranasining o'ziga xos ajralmas oqsillari). Global globus yoki chiziqlar, tovuq yuzasida panjara yoki tarmoqni shakllantiradigan darajada kesish mumkin, masalan, epiteliya, ayniqsa parkadali va ichakning bu tuzilishiga juda xosdir. Ikkinchi holatda zich aloqasi plazma membranalarining qattiq oqim zonasini, apikal rangdagi (tepada, yuqoridagi ichak lumeniga qaragan holda). Shunday qilib, suv omborining har bir hujayrasi ushbu kontaktning lentasi bilan aylanayotganga o'xshaydi. Maxsus rang berish bilan bunday tuzilmalarni engil mikroskop ostida ko'rish mumkin. Ular morfologlardagi yopilish plitalarining nomini olishdi. Bunday holda, yopilish zich aloqasi roli nafaqat bir-biri bilan hujayralarning mexanik ulanishidadir. Makromolekulyaklar va ionlari uchun ushbu aloqa sohasi kam emas, shu bilan ajralib turadi, ularni izolyatsiya qiladi, izolyatsiya qiladi (va shu holatda, ichakning ichki vositasi bilan) lumen). Garchi barcha zich kontaktlar makromolekulalar uchun to'siq bo'lib qolsa ham, kichik molekulalar uchun o'tkazuvchanlik turli epiteliyalarda farq qiladi. Pul (deblering) Birikmalar yoki kontaktlar shunchalik chaqiriladi, chunki ular nafaqat qo'shni hujayralarning plazma membranalarini ulaydilar, balki sitoskeletning fibrill elementlarini bog'laydi. Ushbu turdagi aralashmalar uchun ikki xil oqsillarning mavjudligi xarakterlanadi. Ulardan biri, shuningdek, bir-biriga o'xshash hujayra matritsasining tarkibiy qismlarida qatnashadigan va biriktiruvchi plazmada (Batal epiteliya membranasi, biriktiruvchi to'qimaning ekstral epitelusi, ekstralpium tarkibiy oqsillari bilan ifodalanadi). Ikkinchi turda siydik hujayralarini ulash yoki bog'lash, siydiktoskopik fibrillar bilan bunday aloqa elementlarini o'z ichiga oladi. Parultulklararo nuqta ko'p tarmoqli aralashmalar ko'plab epitelial to'qimalarda aniqlanadi, ammo yopishqoq (yopishtiruvchi) tuzilish tarkibi yanada aniqroq tasvirlangan. lentalaryoki kamar, bir qatlamli epiteliyalarda. Ushbu tuzilma zich ulanish holatida bo'lgani kabi, bu tuzilma butun epiteliya hujayrasining butun perimetri bo'ylab harakatlanmoqda. Ko'pincha bunday kamar yoki lenta zich ulanishdan pastda joylashgan. Shu joyda plazma membranasi bir-biriga to'planadi va hatto bir necha masofa va ular orasida uzunligi 25-30 nm masofasi va zichligi zig'ir zonalari ham ko'rinadi. Bu CA ++ ionlari ishtirokida, bir-biri bilan maxsus ulangan va ikkita qo'shni hujayra membranalari membranalarini mexanik ulanishdan boshqa narsa emas. Linker proteinlari kadastrinlar bilan bog'liq - bir hil membrana hujayralarini o'ziga xos tan olishni ta'minlovchi retseptorlar. Glikoproteins qatlamining yo'q qilinishi individual hujayralarni ajratish va epiteliya shakllanishining yo'q qilinishiga olib keladi. Membrana yaqinidagi sitoplazmik tomondan, klaster ko'rinadi zich moddaYupqa (6 - 7 nm) plazma membranasi butun hujayraning butun perimetri atrofida kelayotgan nur shaklida yotgan ingichka (6 - 7 nm) filmentlar. Ingichka filment aktin fibrillarga tegishli; Ular zich yaqin qatlamni hosil qiluvchi Vinculin oqsilini vinculin oqsili bilan bog'laydilar. Kamar aralashmasining funktsional qiymati nafaqat bir-biri bilan mexanik debriyajlarda: lentada aktin filamentlarini kamaytirish hujayra shaklini o'zgartirishi mumkin. Fokal kontaktlar yoki debriyaj garoviKo'p hujayralar mavjud va ayniqsa fibroblastlarda yaxshi o'rganilmoqda. Ular umumiy rejasi bilan yopishqoq lentalar bilan qurilgan, ammo kichik joylar shaklida ifodalanadi - plazma sumkasidagi garovlar. Bunday holda, "Elektr linecraning" oqsillari, masalan, fibronektin bilan jihozlangan ekcaPelllar matritsasining oqsillari bilan bog'liq. Sitoplazmadan bir xil glycopoteins vinculinni o'z ichiga olgan grammrik oqsillar bilan bog'liq, bu esa o'z navbatida aktin filamentlari bilan bog'liq. Fokal kontaktlarning funktsional qiymati ham hujayralarni hujayralarni hujayralarni hujayralarni mahkamlashda va hujayralarga ko'chib o'tishga imkon beradigan mexanizmni yaratishda. DozemomomomomiyaPlavalar yoki tugmachalar shakli bor, shuningdek, hujayralarni bir-biri bilan bog'lang. Parchali kosmosda, glycopoteins integratsionl memopraeinlar bilan o'zaro bog'liq bo'lgan zich qatlam ham ko'rinadi, bu CA ++ ionlariga qarab, bir-biriga bog'liq. Sitozkeletonning oraliq filomatlari bo'lgan protoplazmik tomondan platoskeletning oraliq filmentlari bilan bog'liq bo'lgan protein-dermoplakinning qatlamidan plazmolemma bilan bog'liq. Dosemomomalar ko'pincha epiteliyalarda uchraydi, bu holda oraliq filmentlar kirishni o'z ichiga oladi. Yurak mushaklari hujayralari, kartadiomimyootsitlar, dizaynerdagi tilbiyalar tilini o'z ichiga oladi. Tomirlar, Ventino oraliq filmentlari oralig'ida umidsizlikning bir qismidir. Pedesmosmos - bu ko'rsatkichga o'xshash tuzilishga o'xshash, ammo hujayralar hujayralarning hujayralarning hujayralarning o'zaro aloqasi. Funktsional rol, dirmembos va yarimmus sof mexanik: ular hujayralarni bir-birlari bilan va mavzudagi qo'shimcha matritsa bilan bog'laydilar. Qattiq aloqalardan farqli o'laroq, barcha turlar debriyaj aloqasi Suvli echimlarga ehtimol va diffuziya cheklashda hech qanday rol o'ynay olmaydi. Teri kontaktlari Aloqa birikmalari deb ataladi. Ushbu tuzilmalar to'g'ridan-to'g'ri uzatishda qatnashadi kimyoviy moddalar Qafasdan hujayragacha. Ushbu turdagi kontaktlar uchun u ikki qo'shni hujayradagi plazma membranalari 2 - 3 nm masofada joylashgan. Muzlash usulidan foydalanish - tirsak Bog'lanish zonasining chiplar membranalarida (0,5 dan 5 mkm gacha o'lchanadi) diametri 8 - 10 nm va kanalning markazida bir diameriyada 7 - 8 nm donadan iborat zarrachalar bilan chiqadi taxminan 2 ym kenglik. Ushbu zarralar ukexon deb nomlangan. Slizlangan kontakt zonalarida hujayralarning funktsional xususiyatlariga qarab 10 dan 20 minggacha bog'lanish bo'lishi mumkin. Bog'lanishlar ajratilgan. Ular Conneinning oltita a'zosi - protein. Bir-birlarini birlashtirish, silindrsimon blokni shakllantiradi - ulanish, uning markazida kanal mavjud. Alohida aloqalar plazma membranasiga o'rnatiladi, shunda u orqali rejalashtirilgan. Ikki ulanishning kanallari bitta butun sonni shakllantiradigan qo'shni hujayradagi plazma membranasida bir nechta ulanish qo'shni hujayradagi plazma membranasiga mos keladi. Ulanishlar to'g'ridan-to'g'ri tashqi kanallarning rolini o'ynaydi, ularda ionlar va past molekulyar vaznli moddalar hujayradan hujayradan tarqalishi mumkin. Ulanishlar ichki kanalning diametrini o'zgartirish orqali yopilishi va hujayralar orasidagi transport molekulalarini tartibga solish bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Na oqsil va na nuklein kislotalar Uyali aloqalar orqali o'tolmaydi. Asabning kamtarinligi (qo'ziqorinlar) hujayradan jadalgacha bo'lgan hujayradan salonga tezkor etkazish qobiliyatining pastligi, asabiy vositachi ishtirokisiz hujayradan kameraga tezkor uzatishni nazarda tutadi. Sinapik kontakt (Synterlar). Sintlilash - bu ikkita hujayralarning bir elementdan ikkinchisiga bir tomonlama uzatish yoki tormozlash uchun belgilangan ikkita hujayraning uchastkalari mavjud. Ushbu turdagi kontaktlar asab to'qimalariga xosdir va ikki neyronlar orasida ham, neyronlar va boshqa elementlar - retseptor yoki effekt o'rtasida ham mavjud. Sinaptik kontaktning misoli, shuningdek, asabiy mushaklarning tugashi. Xalqaro sinishmalar odatda nok shaklidagi kengaytmalar (plakatlar). Sinaptik plakatlar boshqa neyronning tanasi va uning jarayonlar bilan bog'lanishi mumkin. Nerv hujayralarini (aksonlar) periferik jarayoni hujayralarni tejaydigan hujayralar (mushak yoki temir) yoki retseptor hujayralari bilan aniq aloqalarni shakllantiradi. Binobarin, siydikatlar ikki hujayralar (shuningdek desofiya) bo'limlari o'rtasida tashkil etilgan ixtisoslashgan tuzilishdir. Sinaptik aloqa joylarida hujayra membranalari hujayralar hujayralari bilan ajralib turadi - taxminan 20 - 30 nm kenglik. Ko'pincha uyaning lümen, ingichka gul, perpendikulyar ravishda membrana materiallariga nisbatan joylashgan. Bir kamerali uzatmali qo'zg'alishning membranasi, Sinaptik mintaqada, Pulse Pulse postsyapmastik deb topadigan boshqa hujayraning membranasi deb ataladi. Presinaptik membrananing yonida aniqlandi katta soni Kichik vakuol - vositachilar bilan to'ldirilgan sinaptik pufakchalar. Nerv pufakchisining o'tish paytida sinapik pufakchalarning mazmuni ekstuti bilan sinaptik uyaga chiqariladi. Postsyraptik membrana ko'pincha ingichka fibrillarning trifiyatsiyasining sitoplazidan yig'ish tufayli oddiy membranalar qalinlashadi. Plazmodesma. Bu turdagi tashqi aloqalar o'simliklarda uchraydi. Plazmodesma - ikki qo'shni hujayralarni bog'laydigan ingichka naychali sitoplazmatik kanallar. Ushbu kanallarning diametri odatda 20 - 40 nm. Cheklangan membrana kanallari yonma-yon hujayralarning plazma membranalariga to'g'ridan-to'g'ri o'zgaradi. Plazmosesma hujayra devoridan ajratuvchi hujayralar orqali o'tadi. Membranadagi naycha elementlari qo'shni hujayralarning endopplastik retikulumini ulaydigan plazmalar ichida kirishi mumkin. Plazmodesma bo'linmada birlamchi qobiq qurilganda bo'linadi. Faqatgina ajratilgan hujayralarda plazmalar soni juda katta bo'lishi mumkin (har bir katak uchun 1000 tagacha). Hujayra qarish paytida ularning soni hujayra devorining qalinligining ko'payishi bilan buziladi. Lipid tomchilari plazmoxemes tomonidan ko'chirilishi mumkin. Plazmodesma orqali hujayralar sabzavot viruslari bilan yuqadi.

Hujayra bizning sayyoramizda va ochiq tizimning tarkibiy qismidir. Bu shuni anglatadiki, uning turmush tarzi doimiy metabolizm va energiya talab qiladi atrof-muhitga oid. Ushbu almashinuv, uning benuqsonligini saqlash uchun mo'ljallangan hujayraning asosiy chegarasi orqali amalga oshiriladi. Bu membrana orqali hujayralar birjasi amalga oshiriladi va har qanday moddaning kontsentratsiyasining godiysiga kelmoqda. Sitoplazmik membrana orqali faol transport - bu murakkab va energiya sarflash.

Membrana - to'siq va shlyuz

Sitoplazmik membrana ko'plab uyali organellar, plastiklar va qo'shimchalarning bir qismidir. Zamonaviy fan membrananing strukturasining suyuq-mozaik modeliga asoslanadi. Moddaning membranasi orqali faol transport o'ziga xos tuzilishi hisobiga amalga oshiriladi. Membranalarning asosi Lipid Bily - LIPID BILYERning asosiy xususiyatlariga muvofiq, asosan, o'z-o'zini ansambliya, o'z-o'zini ansametriyani o'z ichiga olgan va yo'qotish qobiliyati) bo'lgan fosfolipidlar. Membranalarning ikkinchi komponenti - oqsillar. Ularning funktsiyalari xilma-xil: faol transport, ziyofat, fermentatsiya, tan olish.

Oqsillarni membranalar yuzasida va ichkarida va bir necha bor kiradi. Membranadagi oqsil mollari membrananing bir tomonidan boshqa tomonga o'tish qobiliyatidir ("Flip-Flop". Va oxirgi tarkibiy qism - Sakaride va Polysacaride va membranalar yuzasida. Ularning vazifalari va bugungi kunda munozarali.

Membrana orqali moddalarning faol transport vositalari turlari

Amaliyot faol bo'ladi, ular nazorat qilinadigan hujayra membranasi orqali amalga oshiriladi, energiya xarajatlari bilan sodir bo'ladi va kontsentratsiya inqiroziga qarshi (moddalar past konsentratsiya mintaqasiga olib boriladi). Qaysi energiya manbasi ishlatilganiga qarab, quyidagi transport turlari ajralib turadi:

  • Dastlab faol (Adenozeze infuzion ADP-ga energiya manbai - energiya manbai).
  • Ikkinchi darajali faol (asosiy faol transport vositalari mexanizmlarining ishlashi natijasida yaratilgan ikkilamchi energiya ta'minlandi).

Oqsillar - yordamchilari

Va birinchi va ikkinchi holatda, tashuvchi oqsillarsiz transport mumkin emas. Ushbu transport oqsillari juda o'ziga xos va ba'zi molekulalarni va ba'zan ma'lum bir molekulalar ham uzatishga mo'ljallangan. Bu mutakabbir bakteriya genlarida eksperimental ravishda isbotlandi, bu ma'lum bir uglevodning diafratmasi orqali faol transportning imkonsizligini keltirib chiqardi. Transmembrana tashuvchilar aslida transport vositalarida bo'lishi mumkin (ular molekulalar bilan o'zaro aloqada bo'lishadi) yoki uni membrana bilan o'zaro bog'lash yoki kanallarni shakllantirish yoki ma'lum bir moddalar uchun ochiq bo'lgan membranalarda hosil bo'lishi mumkin.

Natriy va kaliy nasos

Membrana orqali birlamchi faol transport vositalarining eng ko'p qo'llanilishi na + -, K + -NSOS. Ushbu mexanizm membrananing ikkala tomonida, kamzulda va boshqa metabolik jarayonlarni ushlab turish uchun zarur bo'lgan membrananing ikkala tomonida Na + ionlari va k + konsentratsiyasining farqini ta'minlaydi. Emayktasiz protein tashuvchisi - SODIM-Kaliy ATP-AZA - uch qismdan iborat:

  • Membrananing tashqi tomonida oqsil kaliy ionlari uchun ikkita retseptorlar joylashgan.
  • Membrananing ichki qismida - natriy ionlari uchun uchta retseptorlar.
  • Proteinning ichki qismi ATP faoliyati bilan tavsiflanadi.

Kaliy ionlari va uchta natriy ionlari membrananing har ikki tomonidagi oqsil retseptorlari bilan bog'liq bo'lsa, ATP faollashtirilgan. ATP molekulasi ADP ga gidrolenzli energiyani chiqaradi, ular ichkarida va natriy ionlari tashqi ta'sir qiladi, ular tashqi tomondan siquvli membrana bo'ladi. Bunday nasosning samaradorligi 90% dan oshadi, bu esa juda hayratlanarli.

Ma'lumot uchun: ichki yonish dvigatelining samaradorligi 40% ga, elektr - 80% gacha. Qizig'i shundaki, nasos shuningdek qarama-qarshi yo'nalishda ishlashi va ATP sintezi uchun fosfat donor sifatida xizmat qilishi mumkin. Ba'zi hujayralar uchun (masalan, neyronlar), xarajatlarning umumiy energiya umumiy energiyasining 70 foizigacha, hujayradan olib tashlanadi va kaliy ionlarining ichki qismini pozitsiyadir. Faol transportning bir xil printsipiga ko'ra, kaltsiy, xlor, vodorod, boshqa kationlar (ijobiy zaryad bilan ionlar) ish haqi. Anionlar uchun (salbiy zaryadlangan ionlar) uchun bunday nasoslar aniqlanmadi.

Uglevod va aminokislotalar

Ikkilamchi faol transportning misoli glyukoza hujayralariga, aminokislotalar, yod, temir va siydik kislotasiga o'tkazilishi mumkin. Kaliy-natriy nasosining ishlashi natijasida natriy kontsentratsiyasi gradienti yaratildi: kontsentratsiya yuqori va ichkarida past (ba'zan 10-20 baravar past). Natriy qafasga tarqalishiga va tashqi moddalarni tashishda ushbu diffuziya energiyasini ishlatishga intiladi. Ushbu mexanizm deyiladi yoki faol transportga aylanadi. Bunday holda, tashuvchi oqsili tashqi qismdan ikkita reteeptor markazi: bitta natriy uchun, ikkinchisi tashilgan element uchun. Faqat ikkala retseptorlarni faollashtirishdan keyingina, proteinning o'zaro bog'liqligi va natriy diffuziya energiyasi hujayraning kamerasi kamerasiga qarshi o'tkaziladigan moddani hujayraga etkazadi.

Hujayra uchun faol transportning qiymati

Agar membrana orqali odatdagi moddalarning tarqalishi qancha vaqt davom etdi, ularning orqasida va ichki qismlari tekislanadi. Va bu o'lim hujayralari uchun. Axir, barcha biokimyoviy jarayonlar potentsiallar o'rtasidagi elektr farqida oqishi kerak. Faol bo'lmagan neyronlarning moddalarini tashishga qarshi uzata olmaydi asab impulsi. Va mushakli hujayralar qisqarish uchun imkoniyatdan mahrum bo'lar edi. Osmotik bosimni saqlab qololmaydi va tekislangan. Va metabolizm mahsulotlari oshmaydi. Ha, gormonlar hech qachon qon oqimiga kirmaydi. Axir, hatto Amb ham energiya sarflaydi va xuddi shu ion nasoslari yordamida uning membranasidagi potentsiallarning farqini yaratadi.

Passiv transportenergiya xarajatlarini talab qilmaydigan oddiy va engil diffuziya - jarayonlarni o'z ichiga oladi. Diffuziya - Molekulalar va ionlarini past mintaqa bilan mintaqadan past mintaqa bilan, past konsentratsiyaga ega. Moddalar kontsentratsiyaning o'sishiga qarab keladi. Suvning yariminchilgan membranalar orqali diffuziya deb ataladi osmos. Suv oqsillar tomonidan hosil bo'lgan membran podshohlari va tarkibiy molekulalar va iT tarkibida eriydigan ionlarga toqat qilish qobiliyatiga ega. Oddiy tarqalish mexanizmi kichik molekulalarni (masalan, O2, H2O, CO2) o'tkazib yuboriladi; Ushbu jarayon ozchilikni tashkil etadi va membrananing ikkala tomonida tashiladigan molekulalarning kontsentratsiyasiga mutanosib ravishda hisoblanadi.

Engil diffuzu tashilgan molekulalarga nisbatan o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan kanallar va (yoki) oqsillar orqali amalga oshiriladi. Kichik suvli qadoqlangan g'oyalarni shakllantiradigan uzatqich oqsillar Ion kanallari sifatida, elektrokimyoviy gradient kichik suvda eriydigan molekulalar va ionlari tomonidan tashiladi. Proteinlar tashuvchilar, shuningdek, konforalizmda o'zgaruvchan o'zgarishlarga duch keladigan va plazmolm orqali o'ziga xos molekulalarni tashishni ta'minlaydigan uzatqich oqsillardir. Ular passiv va faol transport mexanizmlarida ishlaydi.

Faol transport energiya intensiv jarayoni bo'lib, ular tufayli molekulalarni berish tashuvchi oqsillar yordamida amalga oshiriladi elektrokimyoviy gradyan. Na ionlari sitoplazmzaza va ionlari chiqishlari tufayli, natriy-kaliy pompasi (NA + -C + tugma) va ionlardan iborat bo'lgan mexanizmga misol bo'lishi mumkin. + bir vaqtning o'zida unga o'tkaziladi. KE + Hujayra ichidagi konsentratsiya tashqi tomondan 10-20 baravar yuqori va NA kontsentratsiyasi buning aksi. Ionlarning konsentratsiyasining bunday o'zgarishi ish bilan ta'minlangan (Na * -K *\u003e nasos. Ushbu konsentratsiyani saqlash uchun har ikki ionni hujayraga kiritish uchun uchta n-ionlar amalga oshiriladi. Bu jarayonda Protein, nasos operatsiyasi uchun zarur bo'lgan energiyani chiqarish bilan protein ekzimening uzatilgan fermentni faollashtiradigan membranada qatnashadi.
Passiv va faol transportda ma'lum bir membran oqsillarining ishtiroki ushbu jarayonning yuqori xususiyatlarini ko'rsatadi. Ushbu mexanizm hujayraning hajmining doimiyligi bilan ta'minlaydi (Osmotik bosimni tartibga solish orqali), shuningdek, membrana potentsialidir. Hujayraga glyukoza tashish protein tashuvchisi tomonidan amalga oshiriladi va Na + ionni birlashtirish bilan birlashtirilgan.

Engil transporti ionlar maxsus uzatma oqsillari bilan vositachilik qilinadi - muayyan ionlarni tanlab o'tkazishni ta'minlaydigan ion kanallari. Ushbu kanallar mintaqaning o'zi va partiya potentsialining o'zgarishiga javoban kanalni ochadigan transport tizimi va tashuvchi mexanizmidan iborat, (masalan, ichki-quloqlardagi ichki hujayralarda), ligand bog'lash (signal molekula yoki ion).

Membrananing transport moddalari ham farq qiladi ularning harakati yo'nalishi va ushbu tashuvchi tomonidan o'tkazilgan moddalar soni:

  • Bekor emas - gradientga qarab bitta narsani bir yo'nalishda tashish
  • Simport - ikkita moddaning bitta yo'nalishi orqali bitta yo'nalishda transport.
  • Antiport - bu bitta tashuvchi orqali turli yo'nalishlarda ikki moddaning harakati.

Birormuna Masalan, potentsial ionlari potentsialni avlodga hujayra ichiga ko'chiriladigan potentsialga bog'liq bo'lgan bo'shliqni o'tkazish.

Simport U ichak epiteliya hujayralari tashqi (aylantirilgan ichak lumen) tomonida joylashgan glyukoza tashuvchisini olib keladi. Ushbu oqsin glyukoza molekulasini va natriy ioni qamrab oladi va konformatsiyani o'zgartiradi, hujayra ichidagi moddalarga ham toqat qiladi. Shu bilan birga, elektrokimyoviy gradientning energiyasi qo'llaniladi, bu uning navbatida natriy-kaliy ATP-AMPA gidrolizi tufayli yaratiladi.

Antiport Masalan, natriy-kaliy atpais (yoki natriyga bog'liq ATPaz) o'tkazib turadi. U kaliy ionlarini qafasga o'tkazadi. Va hujayradan - natriy ionlari. Dastlab, ushbu tashuvchi membrananing ichki qismidan uchta ionni biriktiradi Na. +. Ushbu ionlar Atrofning faol markazining konformatsiyasini o'zgartiradilar. Atpaz bunday faollashtirilganidan so'ng, bitta ATP molekulasi va fosfat ioni membrananing ichki qismida o'rnatilgan.

Ajratilgan energiya atomning tuzilishidagi o'zgarishlarga, shundan keyin uchta ion Na. + va ion (fosfat) membrananing tashqi tomonida bo'lish uchun o'ting. Mana ionlari Na. + Bo'lingan va ikki ion bilan almashtirildi K K. +. Keyin tashuvchining tuzilishi asl nusxa va ionlari bilan farq qiladi K K. + Membrananing ichki qismida bo'lishga o'xshaydi. Mana ionlari K K. + Split va tashuvchi yana ishga kirishishga tayyor.

Membranada ion membranasi orqali ion tashishni ta'minlaydigan ion transportini ta'minlaydigan ion transportini ta'minlaydigan ion transportini ta'minlaydigan ion transportini ta'minlaydigan ion transportini ta'minlaydigan 2 turdagi ixtisoslashtirilgan integishli tizimlar mavjud: ion nasoslari va ion kanallari. Ya'ni, membrana orqali Ionning asosiy turlari: passiv va faol.

Ion nasoslari va kombinati ion gradensientlari

Ion nasoslari (nasoslar) - ionlarni kontsentratsiya gradientiga qarshi faol ravishda o'tkazadigan integral oqsillar. Transport uchun energiya - bu gidroliz energiyasining energiyasi. Na + / K + pompalari (K + uyasi evaziga Na + hujayradan nasoslar), CA ++ pompasi (CA ++ hujayralarini chiqaradi), CLP (Cl -).

Ion nasoslari, kombozorli ionning gradensientlari tashkil etilgan va qo'llab-quvvatlanadigan:

  • na +, Ca ++, CL - hujayra ichidagi (tashqi suyuqlikda) dan past bo'lsa;
  • hujayra ichidagi K + ning kontsentratsiyasi tashqi tomondan yuqori.

Natriy-kaliy nasos mexanizmi. NKN Beadlyts uchun 3 ta tsikldan 3 Na + ionlari katakkada va K + ionlari. Buning sababi integral protein molekula 2 pog'onada bo'lishi mumkinligi sababli. Kanalni tashkil etuvchi oqsil molekulasi na + yoki k + ni bog'laydigan faol hududga ega. Pozitsiyada (tuzilish) 1, u hujayra ichiga yuboriladi va NA +-ni ulashi mumkin ATFAGE LEZME, ATF ATF uchun faollashtirilgan. Natijada, molekula o'zgaradi 2. 2 holatida u hujayra tashqarisiga qaraydi va k + bilan biriktirishi mumkin Keyin konformatsiya yana o'zgaradi va tsikl takrorlanadi.

Ion kanallari

Ion kanallari - kontsentratsiya gradienti bo'yicha ionlarni passiv transporti ta'minlaydigan integral oqsillar. Transport energiyasi membrananing ikkala tomonidagi ionlarning kontsentratsiyasining farqidir (Ion gradientiga).

Tanlangan kanallar quyidagi xususiyatlarga ega:

  • barcha turdagi ionlar qabul qilinadi, ammo K + ionlari uchun o'tkazuvchanlik boshqa ionlarga qaraganda ancha yuqori;
  • har doim ochiq holatda.

Tanlangan kanallar quyidagi xususiyatlarga ega.:

  • ionlarning faqat bitta turi o'tadi; Har bir turdagi ion uchun o'z turdagi kanallar mavjud;
  • 3 ta davlatdan birida bo'lishi mumkin: yopiq, faollashtirilgan, inaktivlashtirilgan.

Tanlash kanalining tanlangan o'tkazuvchanligi ta'minlanadi tanlangan filtr,kanalning tor nuqtasida joylashgan salbiy zaryadlangan kislorod atomlari jiringlashi bilan hosil bo'ladi.

Kanalning holatini o'zgartirish ish bilan ta'minlanadi yig'ish mexanizmi, bu ikki protein molekulalari tasvirlangan. Umumiy ravishda faollashtirilgan eshiklar va inkraktisizatsion eshiklar deb ataladigan bu oqsil molekulalari ion kanalining bir-biriga zid kelishi mumkin.

Dam olish holatida faollashtirish eshiklari yopiq, inktivotsion darvoza ochiq (kanal yopiq). Kanal orqali ko'chma signal signali aktivatsiyada faollashtirish eshiklari (kanal faollashtirilgan) ionlarni ochish va tashish. Membrananing sezilarli darajada pasayishi bilan, hujayralar inraktiv eshiklar yopiq va ionlarning tashilishi to'xtaydi (kanal inaktiv qilingan). Qolgan potentsial darajasini tiklashda kanal asl (yopiq) holatiga qaytadi.

Signalga qarab, ulanish darvozasini ochishga olib keladigan, tanlangan ion kanallari quyidagilarga bo'linadi:

  • chemox-sezgir kanallar - Aktivlik darvozasini ochish signalidir, u oqsil-retal kanallari bilan bog'liq bo'lgan konsifsiyatsiyaning u ligada biriktirish natijasida yuzaga keladigan o'zgarishlar;
  • potentsial kanallar - Ulanish darvozasini ochish signalizatsiyasi tinch potentsialni kamaytirish (depogarizatsiya) hujayra membranasi ma'lum darajada chaqirilgan tanqidiy darajasi Pasayish(Kud).