Aktivní transport látek přes membránu. čerpadlo sodno-draselný

Někdy je nutné, aby dovnitř Buněčná koncentrace látky To byla vysoká i při jeho nejnižší koncentrace v extracelulární tekutině (například pro draselné ionty). Naopak, koncentrace jiných iontů uvnitř buňky, je důležité, aby na nízké úrovni, i přes jejich vysokou koncentrací mimo buňky (například sodné ionty). Ani v jednom z těchto dvou případů to nemusí poskytnout jednoduchý difúzi, jehož výsledkem je vždy koncentrace vyvažování iontů na obou stranách membrány. Pro vytvoření nadměrného pohybu draselných iontů do buněk a iontů sodíku - navenek vyžaduje zdroj energie. Pohyb molekul nebo iontů přes buněčné membrány proti gradientů koncentrace (nebo proti elektrického gradientu, tlakový gradient), se nazývá aktivní transport.

Video: Tubik

Látky aktivní přepravovány, alespoň přes některé buněčných membrán zahrnují sodík, draslík, vápník, železo, atom vodíku, atom chloru, atom jodu, kyseliny močové, a určitý cukr většina aminokyselin.

Primární aktivní a Sekundární aktivní transport. V závislosti na zdroji energie používá aktivní transport dělí na dva typy: primární a sekundární aktivní aktivní. Pro primární aktivní dopravní energie se získává přímo štěpením adenosin trifosfátu, nebo některé jiné sloučeniny fosfátu s vysokou energií. Sekundární aktivní transport poskytuje sekundární energie, akumulované v bočních koncentracích rozdíl formě, molekul nebo iontů na obou stranách buněčné membrány, původně vytvořený především aktivního transportu. V obou případech, jak v případě usnadnila difúze, dopravy závisí na nosných proteinů, proniká buněčnou membránou. Nicméně funkce nosných proteinů v průběhu odlišné od aktivního transportu usnadněno difúzní transport, jako v prvním případě, že proteiny jsou schopny přenášet energii do dopravované kapaliny přesunout proti elektrochemického gradientu. Další příklady aktivní primárně a sekundárně aktivním transportem Podrobnější vysvětlení principu jejich provozu.

čerpadlo sodno-draselný

K látky, přepravovány primární aktivní transport, zahrnují sodík, draslík, vápník, atom vodíku, atom chloru a některé další ionty.
Mechanismus aktivního transportu nejlepší studoval sodíku a draslíku pumpy (Na + / K + -nasosa) - dopravní proces, který pumpuje sodné ionty přes buněčnou membránu na vnější stranu a na současně vstřikuje do buňky draselných iontů. Toto čerpadlo je zodpovědný za udržování různých koncentrací sodných a draselných iontů na obou stranách membrány, jakož i na přítomnost záporného elektrického potenciálu uvnitř buněk. (Kapitola 5 ukáže, že to je také základem pulzní vysílací procesu v nervovém systému.)

Video: Přednáška №2 - zejména transport molekul uvnitř buňky a buněčná membrána

nosný protein zastoupené komplexu dvou samostatných globulárních proteinů: větší, zvané alfa-podjednotky s molekulovou hmotností asi 100.000, a menší zvané beta-podjednotky s molekulovou hmotností asi 55000. Ačkoliv funkce menšího proteinu je neznámý (kromě toho, že může přikládá komplex proteinu v lipidové membrány), tři hlavní protein má specifické vlastnosti, které jsou důležité pro fungování čerpadla.

1. Na vyčnívající části do buněčného proteinu má tři receptor vazebné místo pro sodíkové ionty.
2. Na vnější části proteinu jsou dvě receptorové místo pro vazbu iontů draslíku.
3. Vnitřek míst vázající protein se nachází v blízkosti sodných iontů má aktivitu ATPázy.

Zvážit provoz čerpadla. 2. Když se iont draslíku vázán na nosný protein-3 na vnější straně a sodík iontovou nimi spojené v aktivované funkce ATPázy proteinu. To vede ke štěpení jedné molekuly ATP na ADP s oddělením vazby fosfátového vysokou energií. Předpokládá se, že uvolněná energie způsobí chemickou a konformační změnu molekuly proteinu nosiče, což má za následek 3 sodíkových iontů se pohybují směrem ven a draselný ion 2 - do buňky.

Stejně jako ostatní enzymy, Na-K + -ATF-aza Může se pracovat v obráceném směru. Když pilot zvyšuje elektrochemický gradient pro Na + a K + na takové hodnoty, aby se nahromaděné v něm energie se stává vyšší chemickou hydrolýzou ATP energie, budou tyto ionty pohybovat podél jejich koncentračních gradientů a Na + / K + -Hacoc syntetizuje ATP z ADP a fosfátu. V důsledku toho, fosforylovanou formu na Na + / K + pumpy může být buď fosfátový donor pro syntézu ATP z ADP, nebo použít energii ke změně jeho konformaci a čerpadlo sodíku ven z buňky, a draslík - do buňky. Relativní koncentrace ATP, ADP a fosfát, jakož i elektrochemické gradienty pro sodík a draslík, určit směr enzymatické reakce. Pro některé buňky, jako jsou elektricky aktivních nervových buněk, 60 až 70% z celkové energie spotřebované buňky se vynakládá na pohybující se směrem ven sodík a draslík dovnitř.