Átvétele anyag a sejtek - studopediya
Hála a megoldások sók, cukrok és egyéb ozmotikusan aktív anyagok, sejtek jelenléte jellemzi egy bizonyos ozmotikus nyomás. Például, a nyomás állati sejtekben (tengeri és az óceáni formák) eléri a 30 atm vagy több. A növényi sejtek, ozmotikus nyomás még nagyobb. A különbség az anyagok koncentrációjának nevezett koncentrációgradiens belül és a sejten kívül.
Release szerek állati sejtekben, valamint eltávolítja őket a sejt társított sejtmembrán permeabilitásának molekulák vagy ionok, valamint a tulajdonságokat az anyagok. A sejtmembrán szabályozza a csere a különböző anyagok közötti a sejt és a közeg. Fenntartása a membrán és a permeabilitása a cella vannak ellátva energiával.
Számos módja van az anyagok a sejtekbe érkezik. Különösen megkülönböztetni a passzív és aktív katalizált anyagok szállítására sejtekbe, valamint a penetráció anyagok a sejtekbe endocitózissal és fagocitózis mint pinocitózisa. Passzív katalizált és aktív szállítási lehetővé teszik a sejtbe való penetrációt csak a kis molekulák, míg a endocitózis felelős a szállítási makromolekulák sejtekbe (a fehérjék linukleotidov, poliszacharidok), és a különböző szilárd részecskék, beleértve a baktériumokat. Ugyanakkor, a sejtek képesek kiválasztó különböző anyagok a környezet. Ezt a folyamatot nevezik exocitózisban.
Passzív anyagok szállítására be a sejtekbe diffúzió a membránon keresztül biztosítja a koncentrációgradiens. A molekulák jellemzően át egy régió nagy koncentrációban, hogy a kisebb koncentrációban.
A munka mennyisége fordított annak biztosítására, szállítására molekulák a sejtbe egy koncentráció gradiens lehet meghatározni dopuscheniyaprostoy reakció, amelynek Ac a molekuláris koncentrációja a sejten kívül, egy Ai az molekulák koncentrációja a sejteken belül. Ez a reakció lehet által leírt egyensúlyi állandó az egyenlet:
Eközben, az egyensúlyi állandó Kp kapcsolódó szabad energia a reakció arány formájában G = RTInKr. ahol R mintegy 2 cal / mol, és a T 25 ° C (a hőmérséklet, amelyen számos biológiai reakciók végbemennek). Feltételezve, hogy a kombinált energia az ATP hidrolízis ADP biztosítja ezt a reakciót 50 százalékos hatékonyságot tovább lehet kiindulni, hogy a közlekedési rendszer lesz körülbelül 3500 kalóriát (az összesen energia mennyisége 7000 kalória) per 1 mol hidrolizált ATP, bizonyos fiziológiás körülmények között. Következésképpen, az egyensúlyi állandó egyenlő:
A legfontosabb következtetés Ezeknek az eredményeknek az, hogy a munka szükséges a közlekedési egy molekula független abszolút koncentrációját. Ez attól függ, a kapcsolat a koncentrációkban, és a sejten kívül.
Amikor a szállított töltetlen molekulát, egy passzív transzport esetben csak koncentrációgradiens, azaz. E. A különbség az anyag koncentrációja különböző oldalán a membrán. Ha a molekula szállított anyag töltésű, a befolyása a koncentrációgradiens hatást adunk elektiches-cal potenciálok mindkét oldalán a membrán. A koncentráció-gradiens és az elektromos gradiens együttesen alkotják egy elektrokémiai potenciált, amely lehetővé teszi, hogy a közlekedés a cella csak pozitív töltésű ionok.
Azt mondhatjuk, hogy a passzív anyagok szállítására a sejtekbe hajtjuk közönséges diffúzió a sejtmembránon keresztül, a diffúziós ráta egy adott anyag függ az oldhatósága a membrán, a diffúziós koefficiens a membrán és a különbség az anyagok koncentrációjának a sejtben, és azon kívül (a közegben). Így a sejt behatolnak a víz, szén-dioxid és a molekulák a szerves anyagok, amelyek képesek feloldani a zsírok is. Anyag a sejtbe, hogy áthatoljon a pórusokon jelen a sejtmembránban. Passzív szállítás nem függ az energia által ATP.
Ismert katalizált, vagy az úgynevezett „könnyű” diffúzió, amelyben a diffúziós sebességek a különböző anyagok, mint például cukrok, aminosavak és nukleozidok a membránon keresztül növekszik segítségével fehérjék (enzimek). Mint általában diffúzióval, „lite” diffúziós is függ a koncentráció gradiens, de vannak mobil „hordozók”, amelynek szerepét végezzük enzimek. Hogy tagja a membrán enzimek működnek „hordozók” molekuláris anyagok hatolnak (diffúz) a szemközti oldalon a membrán ahol felszabadulnak a Borne anyagok. Mivel a „lite” diffúziós transzfer anyagok az a koncentráció gradiens, ez szintén nem közvetlenül függ a biztosított energia által ATP.
Az aktív anyagok szállítására a sejtbe eltér a passzív (diffúzió) az, hogy az anyag át egy koncentráció gradiens, azaz. E. A terület kisebb koncentrációban, hogy nagyobb koncentráció. Aktív transzport van társítva a membrán azon képességét, hogy fenntartsák az elektromos potenciálkülönbséget (fenntartása mellett a különbség az anyagok koncentrációjának belül és kívül a sejtek), melyek alatt közötti különbségeket az elektromos potenciálok belül és a sejten kívül, valamint az energia működési költségek kiszorító anyagok elleni elektrokémiai grádiens, t. e. a "fel".
Energia biztosított szállítására foszfoenolpiruvát, és foszfát-csoport, amely része a kémiai energiát, amelyek továbbítása fehérjék, amelyek közül néhány által használt összes cukrok szállított foszfotranszferáz-rendszer, és egy része kifejezetten az egyes cukrok. A végső fehérje található a membrán és felelős a közlekedés és foszforilezését cukrok.
Aktív közlekedés különösen hatékony esetén ion szállítás. Reakciók hogy biztosítsa az aktív szállítás fordul a membrán, és vonja reakciók termelő szabad energia. A katalizáló enzimek ezek a reakciók is lokalizált a membránban. Egy példa az aktív anyagok szállítására a szállítása a nátrium és a kálium-ionok (ábra. 69), amely meghatározza a sejtmembrán potenciáljának. A nátriumionok koncentrációja (Na +) belül a sejtek többsége kisebb, mint a közegben, miközben a koncentrációja káliumionok (K +) a sejtekben 10-20-szor nagyobb, mint a közegben. Ennek eredményeként, az ionok Na + a környezetből hajlamosak behatolni a sejtbe, és a K + ionok. éppen ellenkezőleg, kijutni a sejtből a közegbe. Tartva a koncentrációt ezen ionok a sejtben, és a környezetre a rendszer által biztosított jelenléte miatt a sejtmembránban, ami ion „szivattyúk”, és amely beszívja a Na + -ionok a sejtből a tápközegbe, és a szivattyúk mindegyike K + ionok a sejtbe a környezetből. Az e rendszer működésével, azaz mozgása az ionok elleni elektrokémiai gradiens által biztosított energia keletkezik ATP hidrolízisével, és egy ATP-áz enzim katalizálja ezt a reakciót tartalmazza maga a membrán, és azt mondják, hogy végre szerepét nátrium-kálium-„szivattyú”, generál egy membrán potenciál. A hidrolízisével felszabaduló energiát egy ATP-molekula olyan közlekedési sejtek túl három ionok Na + a sejtbe, és két K + ionok.
Rendszer Na + + K + -ATP-áz segít fenntartani Aszimmetrikus elosztását kálium ionok nagy koncentrációban az utóbbi a sejtekben. Kálium ionok szabályozásában részt vevő számos sejtfunkciót, beleértve a sókat és a víz áramlását a vese sejtek, az inzulin felszabadulását a hasnyálmirigy sejtek, pulzusszám.
Megállapította, hogy energetikailag kedvező közlekedési ionok Na + is hatással van a közlekedési cukrok és aminosavak a sejtek belsejében a sejtekben. Különösen a közlekedés ionok Na + konjugátum glükóz-transzport. Létrehozásához a koncentrációgradiens ionok Na +. kedvező a közlekedési K + ionok és a glükóz a sejtekbe, ion „szivattyú” rendszer köszönhetően az energia aktívan szivattyúk Na + ionok ki a cellából annak határait.
A szerepe az anyagok szállítását tartozik beloksvyazyvayuschim rendszerek, ami egy negyedik szállítási mód. Beszélünk a fehérjék lokalizált periplazmájában. Ezek a fehérjék specifikusan kötődnek cukrok, aminosavak és ionok, majd át őket, hogy specifikus hordozó molekulákhoz lokalizált a sejtmembránban. Az energiaforrás ezen rendszerek ATP.
Endocitózis. mint fentebb megjegyeztük, biztosítja a átadása a sejtek és molekulák nagy részecskéket. Ennek része endocitózis és a fagocitózis pinocitózisa megkülönböztetni.
A fagocitózis (a görög phagos -. Fogyasztása és cytos - sejt) az a folyamat áll az a tény, hogy a leukociták sejteket (makrofágok és neutrofilek) befogó (borítékban) szilárd (sejt fragmentumok, baktériumok) kidudorodások által a sejt membrán és a buborék generációs , majd egyesült a plazma membrán és a sejtbe nyíláson. Belépett a cellába részecskék belépnek a lizoszómákba, ahol a segítségével a celluláris (lizoszomális) enzimek elpusztulnak, majd emésztjük sejtek. Fagocitózis körében elterjedt egysejtű élőlények. A többsejtű (emlősök), ő végzett specializálódott sejtek (leukociták).
A legegyszerűbb formájában a táplálkozás fagocitózis, amelyben szilárd részecskék behatolnak a lizoszómák, ahol emésztjük, képző szerekre szolgáló élelmiszerek. A biológiai jelentősége fagocitózis emlősökben, hogy olyan immunválaszt (fagocita) védelem a szervezet (lásd. Fejezetben. XVII).
Pinocitózis (a görög Pino -. Ital és cytos - sejt) egy olyan folyamat, amellyel a sejtek a folyadék abszorbeálása és a magas molekulatömegű anyag által vpyachiva betétek a plazma membrán és a buborék (csatorna-ant), ahol a folyékony belép. Sipes otshnurovyvayutsya töltés után folyékony, tápláljuk be a citoplazmába, és kiterjeszti a lizoszóma ahol emésztjük fal, ahol a tartalom (folyadék) a tubulusok felszabadul, és további feldolgozásra lizoszomális enzimek.
Pinocitózis gyakran megtalálható egysejtű állatok többsejtű azt állapítják meg a sejtekben a keringési és nyirokrendszeri, a sejtek rosszindulatú tumorok, valamint a sejtekben a szövetek, amelyek jellemzik fokozott anyagcsere.
Exocitózis - ez a folyamat sejtek szekretálnak különböző anyagok, az ismert korrekciós pálya és a konstitutív exocitózis. Egy példa a szabályozott exocitózisának van ekzotsi-iNOS inzulin. A sejteket a hasnyálmirigy, amely termel inzulint, az első csomagolt az úgynevezett szekréciós vezikulumok, ami után az extracelluláris szignál egyesül a plazmamembrán, majd megnyitja az extracelluláris térbe, releasing hormon. Hasonlóképpen, van ek-zotsitoz más hormonok, neurotranszmitterek és sok enzim. Éppen ellenkezőleg, a konstitutív exocitózis útvonal közös sok fehérje, a sejteket folyamatosan szintetizált és csomagolják EK-zotsitoznye vezikulumok a Golgi-komplex, amely után a buborékok mozgassa a plazma membrán, ahol megnyitja az extracelluláris térbe, megszabadítjuk a fehérjetartalmat.
Segítségével exocitózis sejtek is eltávolítja részecskék csapdába fagocitózis emésztetlen. A legtöbb sejt ciklus endocitózis, exocitózis folyamatos.