Механизми за дифузия в клетката. Дифузия през протеинови канали

Видео: Транспорт в клетки Diffusion и осмоза, част - 1 Транспорт в клетки: дифузия и осмоза, част - 1

дифузия през клетъчната мембрана е разделен на два подтипа: проста дифузия и улеснена дифузия. Обикновено дифузия означава, че кинетичната движение на молекули или йони възниква през отвора в мембраната или междумолекулно пространство без взаимодействие с мембрана протеини-носители. Скоростта на дифузия се определя от количеството на веществото, ъгловата скорост на движение, броя и размера на отворите в мембраната, през която може да се движи молекули или йони.

Видео: Превоз на вещества в организма

улеснена дифузия Тя изисква взаимодействието на с-протеин-носител, която улеснява транспорта на молекули или йони на химично свързване с тях и в такава форма внасянето през мембраната.

проста дифузия може да се появи през клетъчната мембрана по два начина: (1) чрез междумолекулни пространства на липидния двоен слой, когато дифузия на веществото е разтворим в zhirah- (2) чрез пълни с вода канали проникваща някои големи транспортни протеини, както е показано на фиг. 4-2 наляво.

Дифузията на мастноразтворими вещества чрез липидния двоен слой. Един от най-важните фактори, които определят скоростта на дифузия на вещества чрез липидния двоен слой, е неговата разтворимост в липиди. Например, кислород, азот, въглероден диоксид, и алкохоли имат по-висока разтворимост липид, следователно те могат да бъдат разтворени директно в липидния двоен слой и дифундира през клетъчната мембрана по същия начин, както водоразтворими вещества се разпръсква във водни разтвори. Очевидно е, че стойността на дифузията на всеки от тези вещества е пряко пропорционална на тяхната разтворимост в липиди. По този начин може да се транспортира много голямо количество кислород. По този начин, кислород могат да бъдат доставени в клетките е почти толкова бързо, колкото ако клетъчната мембрана не съществува.

Дифузията на вода и други неразтворими в мазнини молекули чрез протеинови канали. Независимо от факта, че водата не е разтворим в липидните мембрани, той лесно преминава през канали в протеиновите молекули, които проникват през мембраната. Тя засяга скоростта, с която водните молекули могат да се движат през повечето от клетъчните мембрани. Например, общото количество вода, което преминава в двете посоки през мембраната на еритроцитите в секунда, около 100 пъти по-голям от обема на самата клетка.

Чрез каналите, предвидени протеинови пори, може да премине и други неразтворими липидни молекули, когато са разтворими във вода и са доста малки. Въпреки това, увеличаване на размера на тези молекули бързо намалява тяхната проникваща способност. Например, възможността за проникване на карбамид през мембраната е около 1000 пъти по-малка от тази на водата, макар че диаметърът на молекула на урея е само 20% по-голям от диаметъра на водните молекули. Независимо от това, като се има предвид забележителна скорост на преминаване на вода, урея проникваща способност осигурява бърз транспорт през мембраната в рамките на няколко минути.

Дифузия през протеинови канали

триизмерна компютърна Възстановяване на протеин канали демонстрира присъствието на тръбни структури проникващи през мембранен - ​​от извънклетъчния на вътреклетъчната течност. Следователно, веществата могат да се движат по протежение на тези канали чрез проста дифузия от едната страна на мембраната към другия. Протеини канали се различават по две важни функции: (1) те често са селективно пропусклива за дадено вещество (2), множество канали могат да бъдат отворени или затворени от порта.

Видео: Membrane Потенциал - Част 1

избори пропускливост на протеинови канали. Много високо селективни протеинови канали за транспорт на един или повече специфични йони или молекули. Това се дължи на присъщите характеристики на канала (диаметър и форма), а също и с естеството на електрически заряди и химични връзки покриващи повърхности от него. Например, един от най-големите протеинови канали - т.нар натриев канал - с диаметър от 0.3 до 0.5 пМ, но по-важно е, че вътрешната повърхност на канала е силно отрицателно зареден. Тези отрицателни заряди могат да удължат малки канали в дехидратирани натриеви йони, тези йони всъщност дърпа на околните водни молекули. След като в канала, натриеви йони дифундират в двете посоки съгласно нормалните правила за дифузия. В тази връзка, натриевия канал специално селективни за натриеви йони.

Тези канали са малко по-малко от натрий канали, диаметъра им е само около 0.3 пМ, но те не отрицателно зареден и имат различни химически връзки. Следователно, има ясно изразен сила издърпване вътре йони на канала и калиеви йони не са освободени от тяхното воден обвивка. Чрез размер хидратирана форма на калиев йон е много по-малко хидратирана форма на натриев йон, като натриев йон привлича много повече водни молекули от калиев йон. Следователно, по-малки хидратирана калиеви йони могат лесно да преминават през този тесен канал, докато по-големите "се отхвърля" хидратиран натриев йон, който осигурява селективно пропускливост на специфични йони.