झिल्ली परिवहन क्रियाविधि

झिल्ली परिवहन क्रियाविधि वे प्रक्रियाएँ हैं जिनके द्वारा आयन और अणु प्लाज्मा झिल्ली और आंतरिक झिल्लियों की लिपिड द्विपरत को पार करते हैं। चूंकि द्विपरत आवेशित और ध्रुवीय विलेय के लिए काफी हद तक अभेद्य होती है, कोशिकाएँ अपनी आंतरिक संरचना को नियंत्रित करने के लिए तंत्रों के एक वर्गीकृत सेट पर निर्भर करती हैं - लिपिड के माध्यम से साधारण प्रसार से लेकर विशेष चैनलों, वाहकों और ऊर्जा-संचालित पंपों तक।

Definition

झिल्ली परिवहन एक जैविक झिल्ली के पार विलेय की गति है, जो या तो विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ निष्क्रिय रूप से होती है या उपापचयी ऊर्जा या एक युग्मित आयन प्रवणता की कीमत पर प्रवणता के विरुद्ध सक्रिय रूप से होती है।

Scope

यह प्रविष्टि निष्क्रिय परिवहन (सरल और सुगम प्रसार) और सक्रिय परिवहन (प्राथमिक पंप और द्वितीयक युग्मित परिवहन), उन्हें मध्यस्थ करने वाले प्रोटीन वर्ग (चैनल, वाहक और पंप), और विलेय गति को चलाने वाले विद्युत रासायनिक प्रवणता को शामिल करती है। यह परिवहन को कोशिका जीव विज्ञान और झिल्ली शरीर विज्ञान में एक संदर्भ विषय के रूप में मानता है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Core questions

• अधिकांश आयन और ध्रुवीय अणु बिना सहायता के लिपिड द्विपरत को क्यों पार नहीं कर सकते?
• चैनल और वाहक विलेय को कैसे स्थानांतरित करते हैं, इसमें कैसे भिन्न होते हैं?
• कौन से ऊर्जा स्रोत प्रवणता के विरुद्ध परिवहन की अनुमति देते हैं?
• विद्युत और रासायनिक प्रवणता प्रेरक बल को निर्धारित करने के लिए कैसे संयोजित होती हैं?

Key concepts

• चयनात्मक पारगम्यता
• सरल और सुगम प्रसार
• आयन चैनल
• वाहक (ट्रांसपोर्टर) प्रोटीन
• प्राथमिक सक्रिय परिवहन (एटीपी-संचालित पंप)
• द्वितीयक सक्रिय परिवहन (सिमपोर्ट और एंटीपोर्ट)
• विद्युत रासायनिक प्रवणता और झिल्ली क्षमता

Key theories

द्रव मोज़ेक मॉडल

परिवहन प्रोटीन एक द्रव लिपिड द्विपरत में अंतर्निहित अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होते हैं, एक संरचनात्मक चित्र जो बताता है कि चैनल, वाहक और पंप झिल्ली के भीतर कैसे फैले होते हैं और काम करते हैं।

विद्युत रासायनिक प्रेरक बल (गोल्डमैन ढाँचा)

एक आयन पर शुद्ध बल इसकी सांद्रता प्रवणता और झिल्ली क्षमता को जोड़ता है; कई पारगम्य आयनों के एक कार्य के रूप में झिल्ली क्षमता के गोल्डमैन के उपचार ने औपचारिक रूप दिया कि ये पद एक साथ निष्क्रिय प्रवाह को कैसे निर्धारित करते हैं।

Mechanisms

लिपिड-घुलनशील गैसें और छोटे अनावेशित अणु साधारण प्रसार द्वारा द्विपरत को पार करते हैं, लेकिन आयनों और ध्रुवीय विलेय को झिल्ली प्रोटीन की आवश्यकता होती है। चैनल जलीय छिद्र बनाते हैं जो विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ तीव्र, चयनात्मक प्रवाह की अनुमति देते हैं और वोल्टेज या लिगैंड्स के जवाब में खुल या बंद हो सकते हैं; वाहक विलेय को बांधते हैं और आकार बदलते हैं, इसे अधिक धीरे-धीरे स्थानांतरित करते हैं। ये निष्क्रिय मार्ग विलेय को केवल संतुलन की ओर ले जाते हैं। सक्रिय परिवहन विलेय को उनकी प्रवणता के विरुद्ध ले जाता है: प्राथमिक पंप एटीपी का हाइड्रोलिसिस करते हैं, जबकि द्वितीयक ट्रांसपोर्टर एक विलेय की ऊपर की ओर गति को दूसरे की नीचे की ओर गति (सिमपोर्ट या एंटीपोर्ट) से जोड़ते हैं। एक आवेशित विलेय पर प्रेरक बल विद्युत रासायनिक प्रवणता है - इसकी सांद्रता प्रवणता और ट्रांसमेम्ब्रेन वोल्टेज का योग - एक संबंध जिसे झिल्ली क्षमता के गोल्डमैन के विश्लेषण में औपचारिक रूप दिया गया है, और वोल्टेज को स्वयं विशेष प्रोटीन डोमेन द्वारा महसूस किया जा सकता है जो चैनलों को गेट करते हैं।

Clinical relevance

झिल्ली परिवहन तंत्रिका और मांसपेशियों की उत्तेजना, उपकला अवशोषण और स्राव, और कोशिका-आयतन विनियमन जैसी शारीरिक प्रक्रियाओं को रेखांकित करता है, और कई वंशानुगत और अधिग्रहित विकारों में परिवर्तित चैनल या ट्रांसपोर्टर कार्य शामिल होता है। यह प्रविष्टि अभिविन्यास और संदर्भ के लिए परिवहन क्रियाविधि की व्याख्या करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

झिल्ली की लिपिड-द्विपरत अवधारणा ने 1972 में द्रव मोज़ेक मॉडल के साथ एक प्रोटीन-समृद्ध चित्र को जन्म दिया, जबकि मात्रात्मक झिल्ली बायोफिज़िक्स ने गोल्डमैन के 1943 के झिल्ली क्षमता के उपचार जैसे कार्यों के माध्यम से पहले प्रगति की। आणविक युग ने यह बताया कि ट्रांसमेम्ब्रेन खंडों को कैसे पहचाना जाता है और झिल्ली में डाला जाता है और वोल्टेज-संवेदन डोमेन कैसे काम करते हैं, जिससे परिवहन की व्यापक श्रेणियों को परिभाषित प्रोटीन क्रियाविधि में बदल दिया गया।

Key figures

• David E. Goldman
• S. Jonathan Singer
• Gunnar von Heijne
• Francisco Bezanilla

Seminal works

• singer-nicolson-1972
• goldman-1943

Frequently asked questions

निष्क्रिय और सक्रिय परिवहन में क्या अंतर है?

निष्क्रिय परिवहन विलेय को बिना उपापचयी ऊर्जा के, प्रसार, चैनलों या वाहकों के माध्यम से उनकी विद्युत रासायनिक प्रवणता के साथ ले जाता है; सक्रिय परिवहन विलेय को उनकी प्रवणता के विरुद्ध ले जाता है और ऊर्जा की आवश्यकता होती है, या तो एटीपी से (प्राथमिक) या एक युग्मित आयन प्रवणता से (द्वितीयक)।

चैनल वाहकों से कैसे भिन्न होते हैं?

चैनल खुले छिद्र बनाते हैं जो विलेय को एक प्रवणता के साथ तेजी से और चयनात्मक रूप से संचालित करते हैं, अक्सर खुलते या बंद होते हैं; वाहक विलेय को बांधते हैं और इसे अधिक धीरे-धीरे पार करने के लिए आकार बदलते हैं और सक्रिय परिवहन को चलाने के लिए युग्मित हो सकते हैं।