Благодарение на разтвори на соли, захари и други осмотично активни вещества, клетките се характеризират с наличието на определен осмотичното налягане. Например, налягането в животински клетки (морски и океански форми) достигне 30 атм или повече. В растителните клетки, осмотичното налягане е дори по-голям. Разликата в концентрацията на вещества, наречени концентрационен градиент в и извън клетката.
Освободете средства в животински клетки, както и отстраняването им от клетката, свързана с пропускливостта на клетъчната мембрана на молекули или йони, както и свойствата на веществата. Клетъчната мембрана регулира обмена на различни вещества между клетката и средата. Поддържането на мембраната и пропускливост на клетката са снабдени с енергия.
Има няколко начина на веществата в клетките се получават. По-специално, се разграничат пасивен катализирана и активен транспорт на веществата в клетките, както и проникването на вещества в клетките чрез ендоцитоза и фагоцитоза като пиноцитоза. Пасивни катализирана и активен транспорт позволи проникване в клетките само на малки молекули, докато ендоцитоза е отговорен за доставка на макромолекули в клетки (протеините са linukleotidov, полизахариди), и различни твърди частици, включително бактерии. В същото време, клетките са способни да секретират различни вещества в тяхната среда. Този процес се нарича екзоцитоза.
Пасивни транспорт на вещества в клетките чрез дифузия през мембраната се осигурява от градиента на концентрация. Молекулите обикновено преминават от една област на висока концентрация на по-ниска концентрация.
Количеството на работа, изразходвано за да се осигури транспорт на молекули в клетката срещу градиент на концентрация може да бъде определена от dopuscheniyaprostoy реакция, при която Ас е молекулното концентрация извън клетката, а Ai е концентрацията на молекули в клетките. Тази реакция може да се опише чрез равновесната константа на уравнение:
Междувременно равновесната константа Кр свързани с свободната енергия на съотношението на реакция под формата G = RTInKr. където R има около 2 кал / мол, и Т е 25 ° С (температурата, при която се извършва много биологични реакции). Ако приемем, че комбинираната енергия на АТР хидролиза на ADP осигурява тази реакция с 50% ефективност може допълнително да бъде прието, че транспортната система ще има около 3500 калории (от общо количество енергия в 7000 калории) на 1 мол на АТР хидролизира, при определени физиологични условия. Следователно, константата на равновесие е равен на:
Най-важният извод от тези констатации е, че работата, необходима за транспортирането на молекулата е независима от абсолютните концентрации. Това зависи от съотношението между концентрациите в и извън клетката.
Когато транспортирани незаредена молекула, пасивен транспорт се определя само от концентрационен градиент, т.е.. Е. разликата в концентрацията на веществото, от двете страни на мембраната. Ако молекула транспортира вещество заредена, на влиянието на ефект градиент концентрация се добавя elektiches кал потенциали от двете страни на мембраната. градиент на концентрация и електрически градиент заедно представляват електрохимичен потенциал, който позволява транспорт в клетката само положително заредени йони.
Може да се каже, че пасивното транспорт на вещества в клетките се извършва обикновена дифузия през клетъчната мембрана, скоростта на дифузия на веществото зависи от неговата разтворимост в мембраната, коефициентът на дифузия през мембраната и разликата на концентрацията на вещества в клетката и извън него (в средата). По този начин клетката проникне вода, въглероден диоксид и молекули на органични вещества, които могат да се разтворят в мазнини добре. Вещество в клетката да проникнат през порите, присъстващи в клетъчната мембрана. Пасивен транспорт не зависи от енергията, предоставена от ATP.
Известен катализирано, или така наречените "леки" дифузия, в която дифузионни нива на различни вещества, такива като захари, аминокиселини и нуклеозиди чрез увеличава мембрана с помощта на протеини (ензими). Както обикновено дифузия, "Lite" дифузия също зависи от градиента на концентрация, но има мобилни "носители", чиято роля се изпълнява от ензими. Като член на ензими мембранни действат като "носители" молекулни вещества проникват (дифузно) на противоположната страна на мембраната, където те се освобождават от поемат вещества. Тъй като "Lite" трансфер дифузия материали е градиента на концентрация, също така не са пряко зависими от енергията, осигурена от АТР.
се предоставя енергия за транспортиране на фосфоенолпируват, и фосфатна група която е част от химическата енергия, която се предава протеини, някои от които се използват от всички захари транспортират фосфотрансфераза система, и част, специфична за отделните захари. Крайният протеинът се намира в мембраната и е отговорен за транспорта и фосфорилирането на захари.
Активен транспорт е особено ефективен в случай на йонен транспорт. Реакциите да гарантират активен транспорт срещат в мембраната и включват реакции, които произвеждат свободна енергия. Ензимите, които катализират тези реакции също са локализирани в мембраната. Пример за активен транспорт на вещества е транспортирането на натриеви и калиеви йони (фиг. 69), който определя потенциала на клетъчната мембрана. Концентрацията на натриеви йони (Na +) по-голямата част от клетките е по-малък, отколкото в средата, докато концентрацията на калиеви йони (К +) в клетки е 10-20 пъти по-голяма от тази, в средата. В резултат на това йоните на Na + от околната среда са склонни да проникне в клетката и К + йони. а напротив, да се измъкне от клетката в средата. Поддържането на концентрацията на тези йони в клетката и околната среда, осигурена от системата поради наличието в клетъчната мембрана, която е йонни "помпи" и който изсмуква на Na + йони от клетката в средата, и помпи всяка от К + йони в клетката от околната среда. Работата на тази система, т.е. движение на йони срещу електрохимичната градиент предоставена от енергия, която се генерира чрез хидролиза на АТР, и АТР-аза ензим катализира реакцията се съдържа в самата мембрана, и се казва, че да изпълнява ролята на натриево-калиев "помпа", генериране на потенциален мембрана. Енергията, освободена чрез хидролиза на един АТР молекула осигурява транспортни клетки над три йони Na + в клетката и два К + йони.
Система Na + + K + -ATPase помага да се поддържа Асиметрична разпределение на калиеви йони при висока концентрация на последния в клетките. Калиеви йони са включени в регулацията на много клетъчни функции, включително соли и водния поток на бъбречните клетки, освобождаването на инсулин от панкреатичните клетки, сърдечната честота.
Установено, че енергично благоприятно транспорт на йони Na + също оказва влияние върху транспорта на захари и аминокиселини в клетките вътре в клетките. По-специално, транспорт на йони Na + конюгат глюкозен транспорт. За създаване на градиента на концентрация на йони Na +. благоприятно за транспортиране на К + йони и глюкоза в клетките, йон "помпа" система благодарение на енергията активно помпи Na + йони от клетката за своите граници.
А роля при транспортирането на вещества принадлежи beloksvyazyvayuschim системи, представляващи четвърти вид транспорт. Ние говорим за протеините локализирани в периплазматичното пространство. Тези протеини се свързват специфично захари, аминокиселини и йони, след прехвърлянето им към специфични молекули носители локализирани в клетъчната мембрана. Източникът на енергия за тези системи е АТФ.
Ендоцитозата. както е отбелязано по-горе, осигурява прехвърлянето на клетките и молекулите на големи частици. Като част от ендоцитоза и фагоцитоза пиноцитоза разграничат.
Фагоцитоза (от гръцката phagos -. Консумирането и Cytos - клетки) е процес се състои в това, че левкоцитите клетки (макрофаги и неутрофили) улавяне (плик) твърди вещества (клетъчни фрагменти, бактерии) от издатини на тяхната клетъчна мембрана и генерирането на балон , след това се слива с плазмената мембрана и в отвора на клетката. Влезе в клетката частици влизат в лизозомите, където с помощта на клетъчни (лизозомни ензими) са унищожени и след това усвоява клетки. Фагоцитозата разпространена сред едноклетъчни организми. В многоклетъчни (бозайници), той извършва специализирани клетки (левкоцити).
В най-простата форма на хранене е фагоцитоза, в който твърдите частици проникват в лизозомите, където се смилат, образувайки продукти, които служат за храна. Биологичната значимост на фагоцитоза при бозайници е, че предоставя имунен (фагоцитната) защита на организма (вж. Chap. XVII).
Пиноцитоза (от гръцката Пино -. Алкохол и Cytos - клетки) е процес, при който клетки абсорбират течности и са в тяхната висока вещество молекулно тегло от vpyachiva депозитите на плазмената мембрана и балона (канал мравка), където влиза течност. Сайпс otshnurovyvayutsya след пълненето с течност, се подава в цитоплазмата и разширяване на лизозома, където те се смилат стена, при което съдържанието (течност) на тубулите се освобождава и се обработват допълнително лизозомни ензими.
Пиноцитоза често се срещат в едноклетъчни животни многоклетъчен се наблюдава в клетки на кръвоносната и лимфната системи, в клетки на злокачествени тумори, както и в клетките на тъканите, които се характеризират с повишена метаболизма.
Екзоцитоза - този процес клетки секретират различни вещества, известни на плана за корекции и конститутивен екзоцитоза. Един пример на регулиран екзоцитоза е ekzotsi-Inos инсулин. Клетките на панкреаса, които произвеждат инсулин, първо опаковани в така наречените секреторни везикули, след което извънклетъчен сигнал се слее с плазмената мембрана, след което се отваря в извънклетъчното пространство, освобождаващ хормон. Също така, има EK-zotsitoz други хормони, невротрансмитери и много ензими. Напротив, конститутивната екзоцитоза път общ за много протеини, клетките непрекъснато се синтезират и опаковани в ЕО-zotsitoznye везикули до комплекса Golgi, след което мехурчета се движат към плазмената мембрана, където тя се отваря в извънклетъчното пространство, освободен от съдържанието на протеин.
Чрез използване екзоцитоза на клетки също премахва частици капан от фагоцитоза несмлени. По-голямата част на клетъчните цикли на ендоцитоза, екзоцитоза непрекъснато.
Свързани статии