Difúzní mechanizmy v buňce. Difúze proteinových kanálů

Video: Transport v buňkách difúze a osmóza, part - 1 Doprava v buňkách: difúzní a osmózy, part - 1

rozptyl přes buněčnou membránu je rozdělena do dvou podtypů: jednoduchou difúzí a usnadnila difúze. Jednoduchý difúze znamená, že kinetická pohyb molekul nebo iontů dochází skrz otvor v membráně nebo intermolekulární prostoru bez interakce s membránou proteinový nosič. Rychlost difuze je dána množstvím látky, úhlové rychlosti pohybu, počtu a velikosti otvorů v membráně, přes který se může pohybovat molekuly nebo ionty.

Video: Transport látek v těle

usnadněná difúze To vyžaduje interakci c-nosičového proteinu, který usnadňuje transport molekul nebo iontů chemicky vazby s nimi, a v takové formě přejíždění přes membránu.

jednoduchá difúze může nastat přes buněčnou membránu dvěma způsoby: (1) prostřednictvím intermolekulárních prostorách lipidové dvojvrstvy, kdy rozptylující látkou je rozpustné ve zhirah- (2) přes vodou naplněné kanály pronikající některé velké transportní proteiny, jak je ukázáno na Obr. 4-2 odešel.

Difúze rozpustných v tucích látek přes lipidové dvojvrstvy. Jedním z nejdůležitějších faktorů, které určují rychlost difúze látek přes lipidové dvojvrstvy, je jeho rozpustnost v lipidech. Například, kyslík, dusík, oxid uhličitý, a alkoholy mají vyšší rozpustnost v tucích, a proto mohou být rozpuštěny přímo do lipidové dvojvrstvy a difundovat přes buněčnou membránu stejným způsobem, jako ve vodě rozpustné látky jsou rozptýlené ve vodných roztocích. Je zřejmé, že hodnota difúze každé z těchto látek, je přímo úměrná jejich rozpustnosti v lipidech. Tímto způsobem je možné přepravovat velké množství kyslíku. Tak, kyslík mohou být dodány do buněk je téměř stejně rychle jako kdyby neexistovala buněčná membrána.

Difúze vody a další nerozpustné v tucích molekuly prostřednictvím proteinových kanálů. Navzdory skutečnosti, že voda není rozpustná v lipidové membrány, se snadno prochází kanály v molekulách proteinů, které pronikají přes membránu. To má vliv na rychlosti, s jakou molekuly vody se může pohybovat přes většinu z buněčných membrán. Například, je celkové množství vody, které se šíří v obou směrech přes membránu erytrocytu za sekundu, asi 100 krát větší než objem buňky samotné.

Přes kanály poskytované proteinové póry, může projít a jiné molekuly, nerozpustná lipidů, pokud jsou rozpustné ve vodě a jsou poměrně malé. Nicméně, zvýšení velikosti těchto molekul se rychle snižuje jejich pronikavost schopnosti. Například možnost pronikání močoviny přes membránu je asi 1000 krát menší než voda, a to i přesto, že průměr molekuly močoviny je jen o 20% větší, než je průměr molekul vody. Nicméně, vzhledem k tomu, pozoruhodnou rychlost průchodu vody, močoviny pronikající schopnost, že poskytuje rychlý transport přes membránu během několika minut.

Difúze proteinových kanálů

trojrozměrný počítačový Rekonstrukce proteinové kanály prokázala přítomnost tubulárních struktur, které pronikají membránou - z extracelulární do intracelulární tekutině. V důsledku toho mohou tyto látky pohybovat podél těchto kanálů jednoduchou difúzí z jedné strany membrány na druhou. Proteinové kanály se liší dvěma důležitými vlastnostmi: (1) jsou často selektivně propustná pro určité látky (2) Mnoho kanálů je možné otevřít nebo zavřít brány.

Video: membránový potenciál - část 1

volební propustnost proteinových kanálů. Mnoho vysoce selektivní proteinové kanály pro dopravu jedné nebo více specifických iontů nebo molekul. To je vzhledem k základní charakteristiky kanálu (průměr a tvar), a také s povahou elektrických nábojů a chemických vazeb lemujících jejich povrchy. Například, jeden z hlavních proteinů kanálů - tzv sodíkových kanálů - o průměru 0,3 až 0,5 nm, ale co je důležitější, je vnitřní povrch kanálu je silně negativně nabitý. Tyto negativní náboje může prodloužit menší kanály uvnitř dehydratovaných sodíkových iontů, tyto ionty skutečně tažení okolních molekul vody. Poté, co v kanálu, sodíkové ionty difundují v obou směrech podle běžných pravidel pro difúzi. V tomto ohledu je sodíkový kanál specificky selektivní pro ionty sodíku.

Tyto kanály je poněkud menší, než je sodík kanály, Jejich průměr je pouze asi 0,3 nm, ale nejsou záporně nabité a mají různé chemické vazby. V důsledku toho existuje výrazná síla táhne uvnitř iontů kanálů a draselných iontů nejsou uvolněny z jejich vodného pláště. Podle velikosti hydratované formy draselného iontu, je mnohem méně hydratovaná forma sodného iontu, jak je sodný ion láká daleko více molekul vody než draselného iontu. V důsledku toho menší ionty hydratované draslíku může snadno projít tímto úzkým kanálem, zatímco větší „odmítnuto“ hydratovaný sodný ion, který poskytuje selektivní propustnost pro specifické ionty.