مکانیسمهای انتقال غشایی
سلولها مواد محلول را از طریق غشاهای خود با مجموعهای از مکانیسمهای درجهبندی شده، از انتشار غیرفعال در جهت شیب غلظت تا پمپاژ فعال با صرف انرژی در خلاف جهت آن، جابجا میکنند.
Definition
مکانیسمهای انتقال غشایی مسیرهای مولکولی هستند که از طریق آنها مواد محلول از یک غشا عبور میکنند. این مکانیسمها زمانی که در جهت شیب الکتروشیمیایی حرکت میکنند، غیرفعال و زمانی که با استفاده از منبع انرژی در خلاف جهت آن حرکت میکنند، فعال طبقهبندی میشوند.
Scope
این موضوع شامل انتقال غیرفعال از طریق انتشار ساده و تسهیلشده، تمایز بین کانالها و حاملها، انتقال فعال اولیه با استفاده از ATP، انتقال فعال ثانویه همراه با شیبهای یونی، و گزینشپذیری است که به پروتئینهای انتقالدهنده امکان میدهد بین مواد محلول تمایز قائل شوند.
Core questions
- کانالها و حاملها در نحوه جابجایی مواد محلول چه تفاوتی دارند؟
- تفاوت بین انتشار تسهیلشده و انتقال فعال چیست؟
- پمپ سدیم-پتاسیم چگونه از ATP برای جابجایی یونها استفاده میکند؟
- پروتئینهای انتقالدهنده چگونه گزینشپذیری را برای یونهای خاص به دست میآورند؟
Key theories
- پمپاژ یونی با استفاده از ATP
- اسکو یک ATPase را شناسایی کرد که سدیم و پتاسیم را در خلاف جهت شیبهایشان جابجا میکند و نشان داد که انتقال فعال توسط هیدرولیز ATP همراه با تغییر کنفورماسیون در یک پمپ تامین میشود.
- اساس ساختاری گزینشپذیری یونی
- ساختار اتمی یک کانال پتاسیم، یک فیلتر گزینشپذیری را آشکار کرد که کربونیلهای ستون فقرات آن، پوسته هیدراتاسیون پتاسیم را تقلید میکنند و توضیح میدهد که چگونه کانالها یک یون را به سرعت هدایت میکنند در حالی که یونهای دیگر را حذف میکنند.
Mechanisms
انتقال غیرفعال مواد محلول را در جهت شیب الکتروشیمیایی آنها جابجا میکند: مولکولهای کوچک غیرقطبی مستقیماً از طریق لایه دوتایی منتشر میشوند، در حالی که کانالها منافذ آبی انتخابی را ارائه میدهند و حاملها به مواد محلول متصل شده و آنها را جابجا میکنند. انتقال فعال مواد محلول را در خلاف جهت شیب غلظت جابجا میکند: انتقالدهندههای فعال اولیه مانند پمپ سدیم-پتاسیم ATP را هیدرولیز کرده و بین کنفورماسیونهایی که به طور متناوب جایگاههای اتصال را به هر دو طرف نشان میدهند، چرخه میکنند، در حالی که انتقالدهندههای فعال ثانویه حرکت در خلاف جهت شیب یک ماده محلول را به شارش در جهت شیب یک یون که توسط یک پمپ اولیه ایجاد شده است، مرتبط میکنند.
Clinical relevance
مکانیسمهای انتقال توضیح میدهند که چگونه سلولها مواد مغذی را جذب میکنند، تعادل یونی را تنظیم میکنند و انرژی را در شیبها ذخیره میکنند، که مبنایی برای درک تحریکپذیری و هموستاز فراهم میکند. رویکرد در اینجا توصیفی و غیرتجویزی است.
History
کشف ATPase سدیم-پتاسیم توسط اسکو در سال 1957، اساس مولکولی انتقال فعال را آشکار کرد؛ ساختارهای کانالهای یونی توسط مککینون در اواخر دهه 1990 و کار آگره بر روی آکواپورینها بعدها توضیح دادند که چگونه انتقال غیرفعال انتخابی در وضوح اتمی به دست میآید.
Key figures
- Jens Christian Skou
- Roderick MacKinnon
- Peter Agre
Related topics
Seminal works
- skou1957
- doyle1998
Frequently asked questions
- تفاوت بین کانال و حامل چیست؟
- یک کانال یک منفذ ایجاد میکند که به مواد محلول انتخابشده اجازه میدهد به سرعت از آن عبور کنند، در حالی که یک حامل به ماده محلول خود متصل میشود و شکل خود را تغییر میدهد تا آن را در طرف دیگر آزاد کند، که کندتر است.
- انتقال فعال توسط چه چیزی تامین میشود؟
- انتقال فعال اولیه مستقیماً توسط هیدرولیز ATP تامین میشود، در حالی که انتقال فعال ثانویه به طور غیرمستقیم توسط شیب یونی که یک پمپ قبلاً ایجاد کرده است، تامین میشود.