biológiai membránok
Koncentráció gradiens (a lat.gradi, fokozatosan, Gradus - szélütés mozgás során közelítése; con - s, együtt közösen + centrum - központ), vagy a koncentráció-gradiens - ez vektornayafizicheskaya értéket. jellemző nagyságát és irányát a legnagyobb változások a anyag koncentrációja a tápközegben. Például, ha figyelembe vesszük a két régió különböző koncentrációival egy anyag, elválasztva egy féligáteresztő membrán, a koncentrációgradiens a mező fogják irányítani koncentrációkban a régióban nagyobb a koncentrációja.
Aktív szállítása - transzfer az anyag a sejtmembránon keresztül, vagy az intracelluláris (transzmembrán AT) vagy a sejtréteg (transzcelluláris AT) szemben áramló a koncentrációgradiens a régió alacsony koncentrációjú magas, azaz, a kiadási szabad energia a szervezet .. . A legtöbb esetben, de nem mindig, az energiaforrás az az energia nagy energiájú kötéseket ATP.
Különböző közlekedési ATPáz lokalizált a sejtmembránokban és az érintett mechanizmusok átadása anyagok a fő eleme molekuláris eszközök - pumpa biztosítja szelektív abszorpciós és szivattyúzás bizonyos anyagok (például, elektrolit) sejt. Aktív specifikus szállítása nemelektrolitok (molekuláris szállítás) alkalmazásával valósul többféle molekuláris gépek - szivattyúk és transzporterek. Közlekedési nonelectrolytes (monoszacharidok, aminosavak és más monomerek) könnyedén összekapcsolható szimport - egy másik anyag szállítás, amely mozgás a koncentrációgradienssel szemben egy energiaforrás az első folyamatot. Szimport iongradiensváltozások lehet biztosítani (például nátrium), anélkül, hogy közvetlen bevonása ATP.
Passzív szállítása - átadása szerinti anyagok a koncentrációgradiens a nagy koncentrációjú régió a nélkül, alacsony költségek energiával (például, diffúziós ozmózis.). Diffúzió - passzív mozgása egy adott anyag nagyobb koncentrációjú rész egy részét az alacsonyabb koncentrációjú. Ozmózis - passzív mozgása bizonyos anyagok a féligáteresztő membránon keresztül (jellemzően kis molekulák tesztelt, nagy nincs tesztelve).
Háromféle anyagok behatolását a sejtbe a membránon keresztül: egyszerű diffúzió, könnyű diffúzió, aktív transzport.
A egyszerű diffúzióval anyag részecskék mozgatjuk keresztül bilipidny rétegen. Irány határozza meg egyszerű diffúzióval egyetlen különbség az anyag koncentrációjának mindkét oldalán a membrán. Révén egyszerű diffúzió egy ketrecben behatolnak a hidrofób szer (O2, N2, benzol) és a kis poláros molekulák (CO2. H2 O, karbamid). Nem hatolnak viszonylag nagy poláros molekulák (aminosav, monoszacharidok), töltött részecskék (ionok) és makromolekulák (DNS, fehérjék).
A legtöbb anyagok a membránon keresztül szállított keresztül elsüllyedt bele transzport fehérjék (hordozó-proteinekhez). Minden transzport fehérjék alkotnak folyamatos áthaladását a fehérje a membránon keresztül. Használata hordozó proteinek végezzük mind a passzív és aktív anyagok szállítására. Poláros anyagok (aminosav, monoszacharidok), töltött részecskék (ionok) haladnak át a membránon keresztül könnyített diffúzió részvételével fehérjék csatornák vagy hordozó-proteinekhez. A részvétel hordozó proteinek nagyobb sebességű facilitált diffúzió, összehasonlítva egy egyszerű passzív diffúzióval. Sebesség facilitált diffúzió több tényezőtől függ: a transzmembrán koncentráció-gradiense az anyag szállított, a hordozó mennyisége, amely kötődik az anyagot át kell vinni a sebesség kötőanyaggal hordozószerkezetet egyik felülete a membrán (például, a külső) az arány a konformációs változások a molekula hordozóban, aminek következtében az anyag átjut a membránon, és lemerült a másik oldalon a membrán. Könnyített diffúzió nem igényel különleges energiaráfordítás ATP hidrolízise miatt. Ebben a tekintetben az megkönnyítette elterjedését aktív transzmembrántranszportot.
Fehérje-hordozók - olyan transzmembrán proteinek, amelyek specifikusan kötődnek egy olyan molekulát a szállított anyag és konformációjának a megváltoztatásával a, az átadás foganatosítására keresztül kapcsolódnak a molekula a lipid membrán réteg. A hordozó fehérjék minden fajta meghatározása kötőhelyeket a szállított molekula. Tudnak biztosítani aktív és passzív membrán transzport.
Minden élő sejteket elválasztjuk a környezetet az úgynevezett sejt membrán felületén. Továbbá, az eukarióták jellemzően képez több rekesz sejteken belül. Ők képviselik számos szubcelluláris organellumok, membrán-határolt, például a sejtmagban és a mitokondriumban. A membránokat szervezett nemcsak statikusan felület, hanem közé tartoznak az aktív biokémiai rendszerek felelős folyamatok, mint például a szelektív anyagok szállítására, és ki a sejtek, kötődése hormonok és más szabályozó molekulák, enzimatikus reakció, az átviteli az idegrendszer impulzusok a rendszer, stb . Vannak különböző típusú membránok különböznek funkciót töltenek be. funkciója membránok miatt szerkezetét.
A membránok lipid és fehérje molekulák, ami változik a relatív mennyiségét (1/5 - 4/5 + protein - lipid 3/4 - 1/4 fehérje + - lipidek) különböző membránok. Szénhidrátjainak formájában glikoproteinek és glikolipidek képezik 0,5-10% a membrán anyaga.
A fő rész a lipidek a membránokat bemutatott foszfolipidek, glikolipidek és koleszterin. A szerkezet ezen lipidek az alábbiakban kerül bemutatásra:
A szerkezet a membrán lipidek
membrán lipidek két különböző részei a szerkezet: a nem-poláros hidrofób „farok”, és egy poláris hidrofil „fej”. Ez a kettős természete vegyületek úgynevezett amfifil. Lipidek alkotnak kétrétegű membrán szerkezete. Mindegyik réteg áll komplex lipidek elrendezve, hogy a nem-poláros hidrofób „farok” a molekulák szoros érintkezésben vannak egymással. Csak lépjen hidrofil csoportot. Minden kölcsönhatások nem kovalens jellegű. Két monorétegekben „farok-farok” úgy, hogy a kapott kétrétegű szerkezet, amely egy belső része és két nempoláris poláros felületre. membránfehérjék beépül a lipid kettős réteg két módon:
kapcsolódó hidrofil felülete a lipid kettősréteg - a felszíni membránfehérjék
elmerül a hidrofób régió a kettős réteg - integrált membránproteinek.
Ezek felületi fehérjéi hidrofil aminosav-csoportok kapcsolódnak, a nem-kovalens kötést a hidrofil csoportok a lipid kettősréteg. Integrál fehérjék különböznek a felszívódás mértéke a hidrofób része a kettősréteg. Ezek lehetnek mindkét oldalán elhelyezkedő, a membrán, és vagy részben bemerítjük, membrán vagy áttört a membránon keresztül. A bemerített része integráns fehérjék tartalmaz nagy mennyiségű aminosavak hidrofób gyökök, amelyek egy hidrofób kölcsönhatás a lipid membránok. Hidrofób kölcsönhatás tartjuk egy adott orientációban membránfehérjék. Hidrofil kiálló része a fehérje nem tudja mozgatni a hidrofób réteg. Rész membrán proteineket kovalensen kapcsolt monoszacharid maradékok és oligoszacharid láncok vagy glikoproteinek. Példák a fehérjék és lipidek a membrán elrendezésben, amely az ábrán:
A szerkezet a plazma membrán
Bár minden a lipid monoréteg kialakítására, orientált azonos módon, azonban a lipid összetétele az egyrétegű különböző. Például, a plazma membrán eritrociták foszfatidil túlsúlyban a külső réteg és a foszfatidil a belső rétegben a membrán. A szénhidrát-rész fehérje és lipid vannak elrendezve a külső a membránon. Továbbá, a membrán felületi proteinek összetételében különbözik. A mértéke az ilyen aszimmetria a membránok eltérő a különböző típusú membránok és folyamán változhat a sejt aktivitását és érlelésére. Mobilitás (merevség) és a membrán fluiditását is függ annak összetételét. Fokozott merevség okozta növekedése aránya a telített és telítetlen zsírsavak és a koleszterin. Fizikai tulajdonságai a membránok függ a helyét a fehérjék a lipidréteg. membrán lipidek képesek diffundálni a rétegen belül a felülettel párhuzamos a membrán (laterális diffúzió). A fehérjéket is képesek laterális diffúzió. A keresztirányú diffúzió erősen korlátozott a membránokat.
Anyagok szállítása belül és a sejten kívül, és a között a citoplazmában és a különböző szubcelluláris organellumokat (mitokondriumok, sejtmag, stb) által nyújtott membránok. Ha a membrán süket akadály, az intracelluláris tér lett volna elérhetetlen a tápanyagok és salakanyagok nem lehet eltávolítani a sejtből. Ugyanakkor lehetetlen lenne felhalmozódása egyes anyagok a sejtben teljes penetráció. Szállítás tulajdonságai a féligáteresztő membrán jellemzi. a vegyületek egy része képes áthatolni rajta, míg mások - és nem:
membrán áteresztő képességét a különböző anyagok
Az egyik fő funkciója a membránok - a rendelet a transzfer anyagok. Két módszer anyagok szállítására a membránon keresztül: passzív és aktív transzporttal a:
Anyagok szállítása a membránon keresztül
Passzív közlekedés. Ha az anyag mozog a membránon keresztül a régió nagy koncentrációban egy alacsony koncentrációjú oldal (azaz az a koncentráció gradiense az anyag) anélkül, hogy a kiadások energia által a sejt, akkor ez az úgynevezett passzív transzportot vagy diffúzió. Kétféle diffúzió: egyszerű és könnyű.
Egyszerű diffúzió jellemző kis semleges molekulák (H2 O, CO2. O2), és egy hidrofób kis molekulasúlyú szerves anyagok. Ezek a molekulák sor kerülhet anélkül, hogy kölcsönhatás membrán proteinek a membránon keresztül és pórusokat vagy csatornákat mindaddig, amíg egy koncentráció-gradienssel megmarad.
Megkönnyítette elterjedését. Jellemző a hidrofil molekulák, amelyek átjutnak a membránon, mint a koncentráció gradienst, de keresztül speciális membrán proteinek - vektorok. Ahhoz, hogy megkönnyítse a diffúziós, szemben az egyszerű, jellemző a magas szelektivitás, mint egy hordozó protein kötő hely komplementer a szállított anyag, és az átviteli kíséri konformációs változások a fehérje. Egy lehetséges mechanizmus a facilitált diffúzió a következők lehetnek: transzport protein (transzlokáz) kötőanyagok, majd megközelíti az ellenkező oldalon a membrán, mentes olyan anyag, amely veszi az eredeti konformáció újra és készen áll, hogy hajtsa végre a közlekedési funkcióval. Keveset tudunk arról, hogy a mozgás a fehérje is. Egy másik lehetséges mechanizmusa magában foglalja a átadása több a hordozófehérjéhez. Ebben az esetben, a kezdetben kötött vegyület maga halad az egyik fehérje a másikba, egymás után érintkeztetjük először az egyik, majd a másik fehérjével, amíg a szemközti oldalon a membrán.
Aktív közlekedési fordul elő az esetben, ha az átadás végrehajtása a koncentrációgradienssel szemben. Az ilyen átadás szükségessé energiafelhasználást a sejtbe. Aktív transzport használják a felhalmozási anyagok a sejt belsejébe. Az energiaforrás gyakran az ázsiai-csendes-óceáni térségben. Az aktív közlekedési kivéve az energiaellátást részének kell lennie membrán fehérjéket. Az egyik aktív transzport-rendszereket az állati sejtben felelős a átadása ionok Na + és K + a sejtmembránon keresztül. Ez a rendszer az úgynevezett Na + - K + - pumpa. Ez fenntartásáért felelős az összetétele a sejten belüli, ahol a koncentrációja K + nagyobb, mint Na +.
A hatásmechanizmus Na +. K + -ATP-áz