Transport membranar
Această intrare sau secțiune despre biochimie și citologie nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Termenul de transport cu membrană se referă la diferite procese prin care celula este capabilă să permită molecule care nu sunt capabile să se răspândească autonom prin membranele biologice .
Membranele biologice
Membrana celulară este responsabilă pentru îndeplinirea a cel puțin patru funcții importante:
- permit trecerea selectivă a moleculelor destinate pătrunderii în celulă (de exemplu oxigen , glucoză sau alte substanțe implicate în alimentarea cu energie);
- permit ieșirea către matricea extracelulară a substanțelor care trebuie eliminate, care pot fi toxice pentru celulă;
- preveniți agenții externi să deterioreze fizic componentele interne ale celulei ;
- mențineți constant pH - ul citosolului .
Compoziția și structura membranei
Membranele celulare constau în esență dintr-un strat dublu de lipide . Lipidele care contribuie la formarea bistratului lipidic sunt: fosfolipide , steroli , glicerofosfolipide și sfingolipide .
- Fosfolipidele, formate din două cozi carbonice ( apolare sau hidrofobe ) și un cap polar ( hidrofil ), sunt aranjate conform unui model cap-coadă-coadă-cap , minimizând contactul cu moleculele polare, cum ar fi apa . Capetele polare (pot forma o legătură de hidrogen ) se confruntă cu mediul apos extracelular și intracelular .
- Sterolii contribuie la controlul fluidității membranei în funcție de temperatura de tranziție .
Numeroase proteine sunt prezente și în membranele celulare, în cantități considerabil mai mici decât lipidele. În comparație cu porțiunea lipidică, aceste molecule au de obicei funcții care nu sunt pur și simplu structurale. De fapt, ele pot permite comunicarea cu mediul extracelular și pot permite trecerea unor molecule specifice.
Comunicarea cu mediul extracelular
Celulele trebuie să comunice cu mediul extracelular, pentru a organiza în cadrul lor activitățile moleculare care pot regla un proces sau eveniment biochimic specific. O astfel de comunicare poate avea loc prin semnale moleculare, care sunt transportate de molecule de semnal specifice, cum ar fi hormoni sau proteine . Pe fața exterioară a membranei celulare există numeroase proteine care îndeplinesc funcția de receptor , astfel încât aceste molecule de semnal sunt recunoscute de celulă. Fiecare receptor are o conformație specială și specifică, capabilă să primească și să stabilească legături numai cu o moleculă de semnal specifică.
Trecerea moleculelor specifice
Membranele sunt capabile să selecteze moleculele care trebuie să intre în celulă astfel încât să poată satisface nevoile nutriționale și să mențină homeostazia celulară: menținerea constantă a pH-ului , de exemplu, este garantată datorită intrării H + și a ionilor OH - . Trecerea substanțelor specifice este permisă de canale proteice specifice, sau pur și simplu prin difuzarea substanțelor lipidice prin membrană. Prin urmare, este posibil să distingem două tipuri diferite de transport de substanțe: transportul pasiv și transportul activ.
Transport pasiv
Transportul pasiv constă în trecerea moleculelor în funcție de gradient. Pentru acest pas, nu este necesară utilizarea energiei biochimice (cum ar fi ATP ). Poate fi mediat de proteinele de membrană. Acest tip de transport poate fi de două tipuri diferite: difuzie simplă, difuzie facilitată.
Difuzie simplă
Difuzia simplă este un tip de transport care nu necesită niciun sistem proteic. Moleculele nepolare, cum ar fi hormonii steroizi, sunt capabili să difuzeze cu ușurință prin bistratul lipidic. Moleculele apolare trec ușor, deoarece partea interioară a membranei este formată din lanțuri de hidrocarburi. Chiar și moleculele polare mici (cu condiția să nu fie zwitterionice), cum ar fi apa , ureea , glicerina și etanolul și indolul , pot trece, deși cu o anumită dificultate. În ciuda polarității sale puternice, apa poate trece deoarece, fiind foarte mică, se strecoară între moleculele apolare. În acest tip de transport, gradientul de concentrație este favorabil și este pozitiv. Prin urmare, nu există cheltuieli de energie în ceea ce privește ATP pentru a împinge molecula către cealaltă parte a membranei.
Difuzie facilitată
Difuzia facilitată are, ca integrale de membrană, proteine canal sau proteine purtătoare care facilitează și accelerează trecerea unei molecule specifice sau a unui ion specific, prin formarea de legături slabe, necesare pentru a facilita eliberarea moleculei din cealaltă. membrana. Zaharurile simple și aminoacizii trec prin purtători, în timp ce ionii trec în general prin canale. De asemenea, în acest tip de transport, gradientul de concentrație este favorabil și este pozitiv, prin urmare nu există cheltuieli de energie (în termeni de ATP) pentru a împinge molecula către cealaltă parte a membranei.
Osmoză
Osmoza reprezintă un anumit tip de difuzie facilitată în care moleculele unui solvent (și nu cele ale solutului) sunt cele care pătrund membrana prin proteinele canalului. Când o membrană nu trece de molecule de dizolvat ci doar molecule de solvent (care în cazul membranelor biologice este apă), atunci se spune că membrana este semipermeabilă pentru acel dizolvat specific. Membrana plasmatică, de exemplu, este semipermeabilă pentru multe substanțe dizolvate. Când există un gradient de concentrație pe părțile laterale ale unei membrane semipermeabile, moleculele dizolvate nu se pot difuza din zona cu o concentrație mai mare la cea cu o concentrație mai mică. Prin urmare, asistăm la fenomenul osmozei, adică la trecerea moleculelor solventului din zona cu cea mai mică concentrație de solut la cea cu cea mai mare concentrație de solut, pentru a dilua soluția mai concentrată și a anula gradientul de concentrație. . În general, prin urmare, osmoza se referă în principal la transportul facilitat al moleculelor de apă prin proteinele de canal, care în acest caz se numesc acvaporine (rețineți că moleculele de apă sunt polare, dar cantități mici traversează stratul hidrofob al membranei).
Transport activ
Transportul activ permite trecerea substanțelor dizolvate împotriva unui gradient de concentrație. Acest pasaj este mediat de proteinele de membrană care necesită utilizarea energiei biochimice (ATP). Acest tip de transport poate fi împărțit în mai multe tipuri: transport activ primar și transport activ secundar.
Transport activ primar
- Scindarea ATP în ADP și fosfat anorganic
Transportul activ primar este mediat de proteinele de membrană purtătoare de solut. Se ocupă cu transferul moleculelor împotriva unui gradient de concentrație, care necesită prezența ATP (deci există o cheltuială de energie). Transportul activ primar este capabil să genereze un gradient de concentrație și un gradient electric de-a lungul membranei celulare (așa cum se întâmplă, de exemplu, atunci când ionii sunt transportați). Deplasarea unui solut de cealaltă parte a membranei de către proteina de membrană este strâns legată de reacția exergonică a conversiei ATP în ADP și fosfat anorganic.
Transport activ secundar
Vorbim de transport activ secundar atunci când transportul unei molecule (A) împotriva gradientului este permis de gradientul altei molecule (B) creat anterior de un transport activ primar. De fapt, este necesar ca transportul endoergonic (care necesită energie) al lui B să se întâmple mai întâi, astfel încât să se acumuleze pe o parte a membranei. Ulterior, transportul exergonic al B are loc în direcția gradientului, creat anterior de transportul activ primar. Acest transport exergonic este de obicei cuplat cu transportul împotriva gradientului de A. Această cuplare se numește cotransport și este realizată de proteinele intrinseci ale membranei celulare capabile să recunoască moleculele A și B. De obicei, B este un ion, sodiu sau proton, care este numit ion driving (șofer).
Există trei tipuri de cotransport: uniporto, antiporto și simporto.
- Uniportul permite trecerea unui singur ion sau moleculă într-o singură direcție.
- Antiportul permite trecerea simultană, dar în direcții opuse a doi ioni și / sau molecule diferite.
- Simportul permite trecerea simultană, dar în aceeași direcție a doi ioni și / sau molecule diferite.
Transporturile secundare includ:
- Simport Na + / glucoză;
- Aminoacizi Na + / simport;
- Antiport Na + / Ca2 + ;
- Antiport Na + / H + .
Elemente conexe
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85014197 · GND (DE) 4038575-9 |
|---|
