Активный транспорт веществ через мембрану. Задачи транспорта веществ через мембрану

Опубликованно 06.10.2017 04:00

Клетка-это основная единица жизни на нашей планете и открытая система. Это значит, что свою жизнь нужно постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой. Этот обмен происходит через мембрану основным ограничением клетки, который был разработан, чтобы сохранить его целостность. Именно через мембраны происходит клеточный обмен веществ и идет он или для градиента концентрации какого-либо вещества, или против. Активный транспорт через цитоплазматическую мембрану-это процесс сложный и энергоемкий.

Мембрана барьер и шлюз

Цитоплазматическая мембрана входит в состав многих клеточных органелл, пластид и посторонних включений. Современная наука основана на жидкостно-мозаичная модель структуры мембран. Активный транспорт веществ через мембрану, вы можете благодаря особой структуре. Основе мембраны образует двойной слой липидов – в основном это фосфолипиды, расположенных в соответствии с гидрофильно-гидрофобные свойства. Основные свойства двойной липидный слой является текучесть (способность интегрировать и потерять землю), self-assembly, и асимметрия. Второй компонент мембран – белок. Их функции разнообразны: активный транспорт, администратор, брожения, признание.

Белки на поверхности мембраны, так и внутри, и несколько раз наполнить. Свойства белков в мембране – способность переключаться с одной стороны мембраны на другую («флип-флоп», прыжки). И последний компонент – сахаридные цепи и полисахариды, углеводы на поверхности мембран. Функции из них и сегодня являются спорными.

Задачи транспорта веществ через мембрану

Цель будет перенос веществ через мембрану клетки, что контролируется, происходит с затратой энергии и идет против градиента концентрации (вещества перемещаются из области с более низкой концентрации в область высокой концентрации). В зависимости от того, какой источник энергии используется, выделяют следующие виды транспорта:Изначально активен (источник энергии – гидролиз аденозинтрифосфорной кислоты АТФ до аденозиндифосфорной ADP).Вторично-активный (предоставляется вторичной энергии, созданной в результате работы механизмов активного транспорта основного вещества).

Белки-помощники

И в первом, и во втором случае доставка не возможно без белков-носителей. Эти транспортные белки являются очень специфическими и предназначены для передачи некоторых молекул, и иногда даже некоторое разнообразие молекул. И это было доказано экспериментально на те гены бактерий, что привело к невозможности активного транспорта через мембрану конкретного углевода. Трансмембранные белки-носители могут быть на самом деле носители (взаимодействуют с молекулами и непосредственно транспортируется через мембрану) или каналообразующими (формируют поры в мембранах, что является открытым для конкретных веществ).

Насос натрия и калия

Наиболее изученным примером первичная активный транспорт веществ через мембраны-Na+ - К+ -насоса. Этот механизм обеспечивает разница в концентрации ионов Na+ и K+ по обеим сторонам мембраны, что необходимо для поддержания осмотического давления в клетке и другие метаболические процессы. Трансмембранных белков-носителя – натрий-калий АТФ-азы – состоит из трех частей: На внешней стороне мембраны белков, вы не найдете два рецептора для ионов калия.На внутренней стороне мембраны – три рецептора для ионов натрия.Внутренняя часть протеина присущей АТФ деятельности.

Когда два иона калия и три иона натрия связываются с рецепторами белков на обеих сторонах мембраны, освещает АТФ деятельности. Молекула АТФ гидролизируется до АДФ с высвобождением энергии, которая используется для транспортировки ионов калия внутрь, и ионов натрия снаружи цитоплазматической мембраны. Считается, что коэффициент производительности насоса более чем на 90%, что само по себе довольно удивительно.

Для справки: КПД двигателя внутреннего сгорания – около 40%, электрический - до 80%. Интересно отметить, что насос может работать в обратном направлении и служить донором фосфата для синтеза АТФ. Для некоторых клеток (например, нейроны) являются характерные расходов до 70% всей энергии, вынос натрия из клетки и нагнести внутри-ионы калия. Для того, чтобы тот же принцип активного транспорта работают насосы для кальций, хлор, водород и некоторые другие катионы (положительно заряженные ионы). Для анионов (отрицательных ионов) этих насосов не обнаружено.

Котранспорт углеводов и аминокислот

Пример вторичного активного транспорта может служить перенос в клетки глюкозы, аминокислот, йода, железа и мочевой кислоты. В результате работы калий-натриевого насоса создает градиент концентрации натрия: вне концентрация высокая, а внутри – низкая (иногда в 10-20 раз). Натрий стремится распространять в клетке, и энергия это распространение может быть использован для транспортировки веществ наружу. Этот механизм называют котранспортом или связанного активного транспорта. В этом случае белок-транспортер оснащен двумя рецепторы центра с внешней стороны: один для натрия, а другой-для транспортируемого элемента. Только после активации обоих рецепторов белка подвергаются конформационным изменениям, и энергия диффузии натрия входит в клетку перенести вещество против градиента концентрации.

Значение активного транспорта для клеток

Если обычный диффузии веществ через мембрану текла бесконечно, концентрации снаружи и внутри клетки выровнялись. И это для того, чтобы мертвые клетки. Потому что все биохимические процессы должны происходить в среде, электрическая разность потенциалов. Не активно, против градиента концентрации, транспорт веществ в нейроны не были бы в состоянии передавать нервные импульсы. И мышечные клетки потеряли способность сокращаться. Клетка будет не в состоянии поддерживать осмотическое давление и сплющилась. А продукты обмена веществ не выводятся бы вне. Да, и гормоны не будут в кровяное русло. В конце концов, даже амеба тратит энергию и создает разность потенциалов на ее мембране с помощью все тех, ионные насосы.

Категория: Культура