В данной статье мы обсудим:
- общие принципы транспорта;
- основную терминологию;
- типы транспорта.
Биологическая мембрана представляет собой двойной слой липидов (бислой), с которым связаны в разной степени мембранные белки (поверхностные, интегральные и полуинтегральные). Она выполняет функцию барьера, обеспечивающего избирательный, регулируемый транспорт веществ между клеткой и окружающей средой. Проницаемость мембраны для вещества определяется его физико-химическими свойствами:
- размер молекулы;
- полярность;
- заряд.
Некоторые молекулы и вещества способны напрямую пересекать липидный бислой, другие нуждаются в специальных белках; для одних при этом не требуется энергия, для перемещения других она необходима. На этом строится классификация механизмов трансмембранного транспорта, который можно разбить на две большие группы: активный и пассивный.
Пассивный транспорт — трансмембранный перенос веществ напрямую через липидный бислой или с помощью специальных транспортных мембранных белков по градиенту концентрации без затрат энергии.
Активный транспорт — трансмембранный перенос веществ с помощью специальных транспортных мембранных белков против градиента их концентрации с затратой энергии.
Градиент концентрации (концентрационный градиент) — это распределение молекул вещества в пространстве. Очень хорошо данное понятие иллюстрирует цветовой градиент, то есть плавный переход от одного цвета к другому, с которым можно сравнить снижение концентрации вещества от одной области к другой.
При этом, как уже было сказано выше, молекулы могут перемещаться по градиенту (пассивно) и против градиента (активно).
! В биологии движением молекул по градиенту называется их перемещение из области более высокой концентрации в область, где их концентрация ниже. Соответственно, перемещение в противоположном направлении будет называться «против градиента». С точки зрения физики в пространстве градиент всегда направлен в сторону максимального увеличения (т.е. все с точностью наоборот), это следует учитывать при изучении той или иной литературы.
Чтобы понять разницу между активным и пассивным транспортом, представьте велосипедиста, едущего в гору и с горы. В первом случае нужно тратить много энергии, во втором, наоборот, можно, не прилагая никаких усилий, скатиться вниз.
Кроме того, активный и пассивный транспорт отличаются "входными воротами" мембраны, через которые транспортируется вещество. Все транспортные мембранные белки можно разделить на две большие группы:
1. Каналы;
2. Переносчики(транспортеры, транслоказы, пермиазы).
Каналы — это избирательные поры, которые способны открываться в ответ на стимул, позволяя растворенному веществу перемещаться ПО градиенту.
Белки-переносчики специфично связывают молекулы транспортируемых веществ и за счет изменения своей пространственной конфигурации (структуры), переносят их через мембрану. При этом они могут участвовать как в пассивном транспорте (облегченная диффузия), транспортируя вещество ПО градиенту концентрации, так и в активном транспорте, осуществляя перенос ПРОТИВ градиента с затратой энергии.
Источником энергии для активного транспорта белками переносчиками могут являться:
- аденозинтрифосфат (АТФ) (в случае первичного активного транспорта);
- электрохимический трансмембранный потенциал ионов (в случае вторичного активного транспорта).
Если материал был полезен обязательно подпишись на наш канал, потому что во второй части статьи мы детально разберем виды пассивного и активного транспорта.
Пишите в наши социальные сети и предлагайте темы, которые хотели бы разобрать. Мы с радостью поможем найти ответы на все вопросы.