انتقال غشایی
انتقال غشایی حرکت کنترل شده املاح در عرض دولایه لیپیدی است که از انتشار غیرفعال در جهت گرادیان تا پمپاژ وابسته به انرژی در خلاف جهت گرادیان را شامل میشود.
Definition
انتقال غشایی مجموعهای از فرآیندها است که طی آن یونها و مولکولها از غشاهای بیولوژیکی عبور میکنند و به دو دسته غیرفعال (در جهت گرادیان الکتروشیمیایی) یا فعال (برخلاف گرادیان، نیازمند منبع انرژی) طبقهبندی میشوند.
Scope
این مبحث شامل ترمودینامیک حرکت املاح در عرض غشاها، انتشار ساده و تسهیلشده از طریق کانالها و ناقلها، انتقال فعال اولیه که توسط ATP تأمین میشود، و انتقال فعال ثانویه که از گرادیان یونی برای پیشبرد همانتقالی استفاده میکند، با پمپ سدیم-پتاسیم به عنوان مثال اصلی، میشود.
Core questions
- چه چیزی کانالها را از پروتئینهای ناقل متمایز میکند؟
- انتشار تسهیلشده چه تفاوتی با انتقال فعال دارد؟
- پمپ سدیم-پتاسیم چگونه از ATP برای حرکت یونها استفاده میکند؟
- انتقال فعال ثانویه چگونه از یک گرادیان موجود بهرهبرداری میکند؟
Key theories
- پمپاژ یونی وابسته به ATP
- اسکو یک ATPase را کشف کرد که سدیم را به خارج و پتاسیم را به داخل سلولها پمپ میکند و نشان داد که انتقال فعال توسط هیدرولیز ATP همراه با تغییرات کنفورماسیونی در یک پروتئین ناقل تأمین میشود.
Mechanisms
انتقال غیرفعال املاح را در جهت گرادیان الکتروشیمیایی آنها حرکت میدهد؛ کانالها مسیرهای آبی برای شار سریع و انتخابی فراهم میکنند، در حالی که ناقلها به املاح متصل شده و آنها را جابجا میکنند. انتقال فعال املاح را در خلاف جهت گرادیان حرکت میدهد: ناقلهای فعال اولیه مانند پمپ سدیم-پتاسیم ATP را هیدرولیز کرده و از طریق تغییرات کنفورماسیونی که به طور متناوب جایگاههای اتصال را به هر دو طرف غشا نشان میدهند، عمل میکنند، در حالی که ناقلهای فعال ثانویه حرکت در خلاف جهت گرادیان یک املاح را به شار در جهت گرادیان یک یون مانند سدیم متصل میکنند.
Clinical relevance
شیمی انتقال برای درک موانع انتخابی، حسگری و انرژیزایی تجمع املاح اساسی است و طراحی جداسازیهای مبتنی بر غشا را تحت تأثیر قرار میدهد. این مبحث توصیفی و غیرتجویزی است.
History
شناسایی ATPase سدیم-پتاسیم توسط اسکو در سال 1957، اساس مولکولی انتقال فعال را آشکار کرد؛ کارهای ساختاری بعدی، از جمله مطالعات مککینون بر روی کانالهای یونی، چگونگی دستیابی به انتقال غیرفعال انتخابی را روشن ساخت.
Key figures
- Jens Christian Skou
- Peter Mitchell
- Roderick MacKinnon
Related topics
Seminal works
- skou1957
- nelson2021
Frequently asked questions
- تفاوت بین کانال و ناقل چیست؟
- یک کانال یک منفذ باز ایجاد میکند که به املاح انتخابی اجازه میدهد به سرعت از آن عبور کنند، در حالی که یک ناقل به املاح خود متصل شده و دچار تغییر کنفورماسیونی میشود تا آن را در طرف دیگر آزاد کند که کندتر است.
- انتقال فعال ثانویه چیست؟
- انتقال فعال ثانویه حرکت در خلاف جهت گرادیان یک املاح را با اتصال آن به حرکت در جهت گرادیان املاح دیگر، معمولاً یک گرادیان یونی که قبلاً توسط یک پمپ اولیه ایجاد شده است، پیش میبرد.