Активний транспорт речовин через мембрану

Активний транспорт - перенесення молекул, йонів яке відбувається завдяки енергії метаболічних процесів. Механізм активного транспорту пояснює наявність спеціальних білків-переносників, які захоплюють молекули речовини і переносять їх на інший бік клітинної мембрани. Ці переносники називаються транспортними АТФ-азами. Важлива роль належить йонам К і Na, які зумовлюють генерацію біопотенціалів, проведення збудження. У клітинну мембрану вмонтовані різні білкові молекули. Деякі з них відіграють роль помпи, яка накачує йони калію всередину клітини, а йони натрію - назовні. Це так звані йонні помпи, які функціонують завдяки енергії АТФ. Енергії, що виділяється внаслідок розпаду однієї молекули АТФ, достатньо для перенесення назовні трьох йонів натрію і внесення всередину клітини двох йонів калію. Таким чином, ця помпа електрогенна. Інтенсивно викачуючи натрій, помпа може помітно гіперполяризувати мембрану, мембранний потенціал може перевищувати на 20 мВ потенціал спокою. Отже, помпа не лише впливає на концентрацію йонів, а й є причиною помітної різниці потенціалів. Робота, яку слід виконати при перенесенні йонів Натрію і Калію за функціонування білка-переносника, залежить від мембранного потенціалу та градієнта концентрацій Натрію та Калію на мембрані.

Існують інші помпи, наприклад кальцієва, яка переносить йони кальцію в зовнішнє середовище. Під час цього процесу йон Кальцію обмінюється на два протони. Для функціонування м язів потрібно багато кальцію. Усередині м язових клітин є система порожнин і трубочок утворених внутрішньою мембраною. Ця мембрана покрита молекулами кальцієвої помпи. Концентрація кальцію в порожнинах у розслабленому м язі в тисячі разів вища, ніж в інших частинах клітин. На перенесення двох йонів Кальцію помпа витрачає одну молекулу АТФ. Йонні помпи забезпечують різні функції організму: постачання, харчування клітин, підтримання сольового обміну ворганізмі, регуляцію осмотичних процесів і т.ін. Електричний транспорт можна використати для видалення деяких речовин з клітини. Наприклад, надлишок Кальцію у клітині шкідливий для неї. Білок-переносник приєднює всередині йон кальцію, а зовні - три йони натрію і переносить кальцій назовні, а натрій всередину клітини. На відміну від натрій-калієвої помпи, яка використовує енергію АТФ, цей кальцієвий переносник працює завдяки енергії мембранного потенціалу.

Активний транспорт поділяються на транспорт органічних речовин(амінокислоти, цукри) та транспорт йонів.

Білок -переносник приєднює на зовнішній поверхні мембрани молекулу цукру і йон натрію, набуваючи додатнього заряду. Електричне поле втягує переносник до внутрішньої поверхні мембрани, де він від єднює цукор і натрій. Після цього білок-переносник знову переходить через мембрану на поверхню, де захоплює нові молекули цукру та натрію. Надлишковий натрій, який накопичується в клітині, виводиться назовні натрієвою помпою.

Процеси підчас яких активно переносяться різні речовини є ендоцитоз і екзоцитоз.

Екзоцитоз - процес виведення макромолекул при якому внутрішньоклітині сектори зливається з плазмолемою і їх вміст виводиться з клітини.

Ендоцитоз- складний активний процес поглинання клітиною великих молекул, часток, мікроорганізмів. Є три види ендоцитоз:

- піноцитоз - поглинання рідин

- фагоцитоз- поглинання твердих часток

- опосередкований рецепторами ендоцитоз- поглинання із позаклітиної рідини певних макромолекул.
Сумарний процес у живому організмі є градієнтним, що зумовлює зменшення вільної енергії та зростання ентропії. Зменшення вільної енергії компенсується її поповнення з навколишнього середовища, що забезпечує життєдіяльність організму.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: