Клетка – бул биздин планетадагы бардык тиричиликтин структуралык бирдиги жана ачык система. Бул анын жашоосу айлана-чөйрө менен дайыма зат жана энергия алмашууну талап кылат дегенди билдирет. Бул алмашуу мембрана аркылуу ишке ашырылат - анын бүтүндүгүн сактоо үчүн арналган клетканын негизги чек. Бул мембрана аркылуу клеткадагы метаболизм ишке ашат жана ал заттын концентрация градиенти боюнча, же ага каршы барат. Цитоплазмалык мембрана аркылуу активдүү ташуу татаал жана энергияны көп талап кылган процесс.
Мембраналык - тосмо жана шлюз
Цитоплазмалык мембрана көптөгөн клетка органеллдеринин, пластиддердин жана кошулмалардын бир бөлүгү. Заманбап илим мембрана түзүлүшүнүн суюк мозаика моделине негизделген. Анын аркасында мембрана аркылуу заттардын активдүү ташылышы мүмкүнконкреттүү имарат. Мембраналардын негизин липиддик кош катмар – негизинен гидрофильдик-гидрофобдук касиетине ылайык жайгашкан фосфолипиддер түзөт. Липиддик кош катмардын негизги касиеттери болуп суюктук (сайттарды киргизүү жана жоготуу жөндөмдүүлүгү), өз алдынча монтаждоо жана асимметрия саналат. мембраналардын экинчи компоненти белоктор болуп саналат. Алардын функциялары ар түрдүү: активдүү ташуу, кабыл алуу, ачытуу, таануу.
Протеиндер мембраналардын бетинде да, ичинде да жайгашкан жана алардын кээ бирлери ага бир нече жолу кирип кетет. Мембранадагы белоктордун касиети – мембрананын бир жагынан экинчи жагына өтүү жөндөмдүүлүгү («флип-флоп» секирүү). Ал эми акыркы компоненти мембраналардын бетиндеги углеводдордун сахарид жана полисахарид чынжырлары. Алардын функциялары бүгүнкү күндө дагы эле талаштуу.
Заттарды мембрана аркылуу активдүү ташуунун түрлөрү
Активдүү болуп заттардын клетка мембранасы аркылуу башкарылуучу, энергия чыгымы менен ишке ашуучу жана концентрация градиентине каршы (заттар концентрациясы аз аймактан зонага өткөрүлөт) өткөрүлүшү активдүү болот. жогорку концентрация). Энергиянын кандай булагы колдонулушуна жараша транспорттун төмөнкү түрлөрү бөлүнөт:
- Негизги активдүү (энергиянын булагы - аденозиндифосфор кислотасынын АТФтин аденозиндифосфор кислотасынын ADPге гидролизи).
- Экинчи активдүү (заттарды биринчилик активдүү ташуу механизмдеринин натыйжасында түзүлгөн экинчи энергия менен камсыздалган).
Белоктар-жардамчылар
Биринчи жана экинчи учурларда да, ташуучу белокторсуз ташуу мүмкүн эмес. Бул транспорттук протеиндер абдан спецификалык жана белгилүү молекулаларды, ал тургай кээде кээ бир молекула түрлөрүн да алып жүрүүгө арналган. Бул белгилүү бир углеводдун мембранасы аркылуу активдүү ташуу мүмкүн эместигине алып келген мутацияланган бактериялык гендерде эксперименталдык түрдө далилденген. Трансмембраналык транспорттук белоктор өзүн-өзү ташыгыч (молекулалар менен өз ара аракеттенип, аларды түздөн-түз мембрана аркылуу өткөрөт) же канал түзүүчү (белгилүү заттар үчүн ачык болгон мембраналарда тешикчелерди пайда кылат) болушу мүмкүн.
Натрий жана калий насосу
Заттардын мембрана аркылуу биринчи активдүү ташылышынын эң изилденген мисалы Na+ -, K+ -насос болуп саналат. Бул механизм мембрананын эки тарабында Na+ жана K+ иондорунун концентрацияларынын айырмасын камсыздайт, бул клеткадагы осмостук басымды жана башка зат алмашуу процесстерин кармап туруу үчүн зарыл. Трансмембраналык алып жүрүүчү протеин, натрий-калий ATPase үч бөлүктөн турат:
- Белок мембранасынын сырткы тарабында калий иондору үчүн эки рецептор бар.
- Мембрананын ички бетинде натрий ионунун үч рецептору бар.
- Белоктун ички бөлүгү ATP активдүүлүгүнө ээ.
Эки калий иондору жана үч натрий иондору мембрананын эки тарабындагы белок рецепторлору менен байланышканда, ATP активдүүлүгү иштетилет. АТФ молекуласы калий иондорун ташууга сарпталуучу энергиянын бөлүнүп чыгышы менен ADPге гидролизденет.ичинде, натрий иондору цитоплазмалык мембрананын сыртында. Мындай насостун эффективдүүлүгү 90%дан ашат деп болжолдонууда, бул өзүнчө укмуш.
Маалымат үчүн: Ички күйүүчү кыймылдаткычтын эффективдүүлүгү болжол менен 40%, электрдик - 80%ке чейин. Кызыктуусу, насос дагы тескери багытта иштеп, ATP синтези үчүн фосфат донору катары кызмат кыла алат. Кээ бир клеткалар үчүн (мисалы, нейрондор) бардык энергиянын 70%ке чейини натрийди клеткадан чыгарууга жана ага калий иондорун сордурууга жумшалат. Кальций, хлор, суутек жана башка кээ бир катиондор (оң заряддуу иондор) үчүн насостор бир эле активдүү ташуу принциби боюнча иштешет. Аниондор (терс заряддуу иондор) үчүн мындай насостор табылган жок.
Углеводдор менен аминокислоталардын котранспорту
Экинчилик активдүү транспорттун мисалы болуп глюкозанын, аминокислоталардын, йоддун, темирдин жана заара кислотасынын клеткаларга өтүшү саналат. Калий-натрий насосунун иштешинин натыйжасында натрий концентрациясынын градиенти түзүлөт: концентрациясы сыртында жогору, ал эми ичинде төмөн (кээде 10-20 эсе). Натрий клетканын ичине тарайт жана бул диффузиянын энергиясы заттарды сыртка ташуу үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул механизм котранспорт же кошулган активдүү транспорт деп аталат. Бул учурда ташуучу белоктун сыртында эки кабылдагыч борбору болот: бири натрий үчүн, экинчиси ташылып жаткан элемент үчүн. Эки кабылдагыч тең активдештирилгенден кийин гана белок конформациялык өзгөрүүлөргө дуушар болот жана диффузиялык энергиянатрий ташылган затты клеткага концентрация градиентине каршы киргизет.
Клетка үчүн активдүү транспорттун мааниси
Эгерде заттардын мембрана аркылуу кадимки диффузиясы каалагандай көпкө созулса, алардын клетканын сыртындагы жана ичиндеги концентрациялары теңелмек. Жана бул клеткалар үчүн өлүм. Анткени, бардык биохимиялык процесстер электр потенциалы айырмаланган чөйрөдө жүрүшү керек. Активдүү, концентрация градиентине каршы, заттарды ташуу болбосо, нейрондор нерв импульсун өткөрө алышпайт. Ал эми булчуң клеткалары жыйрылуу жөндөмүн жоготот. Клетка осмостук басымды кармай албай, кыйрап калмак. Ал эми зат алмашуунун продуктулары сыртка чыгарылбайт. Ал эми гормондор канга эч качан кирбейт. Анткени, амеба да энергия коротот жана ошол эле иондук насостордун жардамы менен мембранасында потенциалдык айырманы жаратат.
