Difúzny mechanizmy v bunke. Difúzia proteínových kanálov

Video: Transport v bunkách difúzie a osmóza, part - 1 Doprava v bunkách: difúzny a osmózy, part - 1

rozptyl cez bunkovú membránu je rozdelená do dvoch podtypov: jednoduchou difúziou a uľahčila difúzia. Jednoduché difúzie znamená, že kinetická pohyb molekúl alebo iónov dochádza cez otvor v membráne alebo intermolekulární priestoru bez interakcie s membránou proteínový nosič. Rýchlosť difúzie je daná množstvom látky, uhlové rýchlosti pohybu, počtu a veľkosti otvorov v membráne, cez ktorý sa môže pohybovať molekuly alebo ióny.

Video: Transport látok v tele

uľahčená difúzia To si vyžaduje interakciu c-nosičového proteínu, ktorý uľahčuje transport molekúl alebo iónov chemicky väzby s nimi, a v takej forme prejazd cez membránu.

jednoduchá difúzia môže nastať cez bunkovú membránu dvoma spôsobmi: (1) prostredníctvom intermolekulárních priestoroch lipidovej dvojvrstvy, kedy rozptyľujúce látka je rozpustná vo zhirah- (2) cez vodou naplnené kanály prenikajúce niektoré veľké transportné proteíny, ako je znázornené na Obr. 4-2 odišiel.

Difúzie rozpustných v tukoch látok cez lipidovej dvojvrstvy. Jedným z najdôležitejších faktorov, ktoré určujú rýchlosť difúzie látok cez lipidové dvojvrstvy, je jeho rozpustnosť v lipidoch. Napríklad, kyslík, dusík, oxid uhličitý, a alkoholy majú vyššiu rozpustnosť v tukoch, a preto môžu byť rozpustené priamo do lipidovej dvojvrstvy a difundovať cez bunkovú membránu rovnakým spôsobom, ako vo vode rozpustné látky sú rozptýlené vo vodných roztokoch. Je zrejmé, že hodnota difúzia každej z týchto látok, je priamo úmerná ich rozpustnosti v lipidoch. Týmto spôsobom je možné prepravovať veľké množstvo kyslíka. Tak, môže byť kyslík dodávaný do buniek je takmer rovnako rýchlo ako keby neexistovala bunková membrána.

Difúzie vody a ďalšie nerozpustné v tukoch molekuly prostredníctvom proteínových kanálov. Napriek skutočnosti, že voda nie je rozpustná v lipidovej membrány, sa ľahko prechádza kanály v molekulách proteínov, ktoré prenikajú cez membránu. To má vplyv na rýchlosť, s akou molekuly vody sa môže pohybovať cez väčšinu z bunkových membrán. Napríklad, je celkové množstvo vody, ktoré sa šíria v oboch smeroch cez membránu erytrocytov za sekundu, asi 100 krát väčší než objem bunky samotné.

Cez kanály poskytované proteínové póry, môže prejsť a iné molekuly, nerozpustná lipidov, ak sú rozpustné vo vode a sú pomerne malé. Avšak, zvýšenie veľkosti týchto molekúl sa rýchlo znižuje ich prenikavosť schopnosti. Napríklad možnosť prenikanie močoviny cez membránu je asi 1000 krát menšia ako voda, a to aj napriek tomu, že priemer molekuly močoviny je len o 20% väčšia, ako je priemer molekúl vody. Avšak, vzhľadom k tomu, pozoruhodnú rýchlosť priechodu vody, močoviny prenikajúce schopnosť, že poskytuje rýchly transport cez membránu v priebehu niekoľkých minút.

Difúzia proteínových kanálov

trojrozmerný počítačový Rekonštrukcia proteínové kanály preukázala prítomnosť tubulárnych štruktúr, ktoré prenikajú membránou - z extracelulárnej do intracelulárnej tekutine. V dôsledku toho môžu tieto látky pohybovať pozdĺž týchto kanálov jednoduchú difúziou z jednej strany membrány na druhú. Proteín kanály sa líši v dvoch dôležitých funkcií: (1), ktoré sú často selektívne priepustná pre určité látky (2), môže byť veľa kanálov otvorenie alebo zatvorenie brány.

Video: membránový potenciál - časť 1

volebný priepustnosť proteínových kanálov. Mnoho vysoko selektívny proteínové kanály pre dopravu jednej alebo viacerých špecifických iónov alebo molekúl. To je vzhľadom k základnej charakteristiky kanála (priemer a tvar), a tiež s povahou elektrických nábojov a chemických väzieb lemujúcich ich povrchy. Napríklad, jeden z hlavných proteínov kanálov - tzv sodíkových kanálov - o priemere 0,3 až 0,5 nm, ale čo je dôležitejšie, je vnútorný povrch kanála je silne negatívne nabitý. Tieto negatívne náboje môže predĺžiť menšie kanály vnútri dehydratovaných sodíkových iónov, tieto ióny skutočne ťaženie okolitých molekúl vody. Potom, čo v kanáli, sodíkové ióny difundujú v oboch smeroch podľa bežných pravidiel pre difúziu. V tomto ohľade je sodíkový kanál špecificky selektívny pre ióny sodíka.

Tieto kanály sú trochu menšie, než je sodík kanály, Ich priemer je len asi 0,3 nm, ale nie sú záporne nabité a majú rôzne chemické väzby. V dôsledku toho existuje výrazná sila ťahanie vnútri iónov kanálov a draselných iónov nie sú uvoľnené z ich vodného plášťa. Podľa veľkosti hydratované formy draselného iónu, je oveľa menej hydratovaná forma sodného iónu, ako je sodný ion priťahuje oveľa viac molekúl vody než draselného iónu. V dôsledku toho menšie ióny hydratované draslíka môže ľahko prejsť týmto úzkym kanálom, zatiaľ čo väčšie "odmietnuté" hydratovaný sodný ion, ktorý poskytuje selektívne priepustnosť pre špecifické ióny.