Transport przez błony

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Transport przez błony"

Mirosław Karczewski
8 lat temu
Przeglądów:

1 Transport przez błony Transport bierny Nie wymaga nakładu energii Transport aktywny Wymaga nakładu energii Dyfuzja prosta Dyfuzja ułatwiona Przenośniki Kanały jonowe

2 Transport przez pory w błonie jądrowej Transport przez błonę komórkową Transport z wykorzystaniem pęcherzyków plazmatycznych

3 Sztuczna błona lipidowa (zbudowana z lipidów lub fosfolipidów i cholesterolu) jest przepuszczalna dla wody, gazów takich jak O 2, N 2, CO 2 oraz małych cząsteczek hydrofobowych rozpuszczalnych w wodzie (np. etanol) Jednocześnie jest nieprzepuszczalna dla większości substancji rozpuszczalnych w wodzie - glukoza - glukozofosforany - nukleotydy - aminokwasy i białka - jony np. H +, Na +, K +, Ca 2+

4 Przenikanie cząsteczek innego typu jest związane z obecnością w błonie transporterów (kanały, pory) Błona plazmatyczna każdego typu komórek zawiera indywidualny zestaw przenośników Podobne białka transportujące zawierają błony organelli np. wakuole odpowiedzialne za gromadzenie toksyn

5 I. Transport bierny a. Dyfuzja prosta Szybkość przenikania jest uzależniona od różnicy stężeń, a ograniczona jest szybkością przemieszczania się substancji z roztworu wodnego do hydrofobowej dwuwarstwy lipidowej i jest ona proporcjonalna do hydrofobowości danego związku Reguła Overtona: im bardziej hydrofobowy związek, tym łatwiej przechodzi przez błonę komórkową

6 Pomiar hydrofobowości na podstawie współczynnika podziału Oktanol Woda = (stężenie substancji w oktanolu) (stężenie substancji w wodzie) współczynnik podziału określa względne powinowactwo do lipidów względem wody

8 Szybkość dyfuzji określa I prawo Ficka dc Dla błony: J - D dx ( c)/d dn i /(dt da) D B stała dyfuzji w błonie c - różnica stężeń substancji po obu stronach błony, d - grubość błony

9 Współczynnik D określany jest wzorem Einsteina RT D = N f liczba Avogadro A dla cząsteczek kulistych 6πηr lepkość ośrodka promień

10 Jeżeli roztwór po obu strona błony można uznać za doskonale wymieszany to dyfuzja substancji sprowadza się do dyfuzyjnego przejścia przez błonę, a o szybkości decyduje: 1. Przejście z fazy wodnej do hydrofobowego przedziału błony 2. Dyfuzja substancji poprzez hydrofobowa fazę błony 3. Przejście substancji z fazy hydrofobowej do fazy wodnej

11 I. Transport bierny b. Dyfuzja ułatwiona Transport polegający na przenoszeniu substancji przez błonę przy udziale zlokalizowanych w błonie przenośników Dyfuzja ułatwiona: zjawisko wysycenia strumienia

12 Dyfuzja ułatwiona: nie wymaga nakładu energii Niższa energia aktywacji procesu w stosunku do dyfuzji biernej Charakterystyczna jest także większa prędkość przenikania niż wynikałoby to z reguły Overtona oraz znaczna specyficzność i możliwość hamowania transportu Właściwości te wynikają z obecności centrum permeantowego w cząsteczce przenośnika Centrum permeantowe miejsce wiążące substancję przenoszoną, mogące mieć naprzemienny kontakt z obiema powierzchniami błony

13 W analizie dyfuzji ułatwionej wykorzystuje się analogie do reakcji enzymatycznych S 1 + C SC S 2 + C substancja w przedziale wewnątrzkomórkowym substancja w przedziale zewnątrzkomórkowym

14 S 1 + C SC S 2 + C Reakcję taką można opisać stosując model Michaelisa-Menten założenia 1. S 1, CS, C znajdują się w równowadze 2. Szybkość procesu jest limitowana przez szybkość transportu 3. Różnica stężeń między substancjami w płynie zewnątrzkomórkowej, a stężeniem przenośnika jest na tyle duża na korzyść substancji, że stężenie substancji praktycznie nie ulega zmianie w wyniku przyłączenia części substancji do przenośnika

15 S 1 + C SC S 2 + C 1 S C CS K m CS stężenie przy którym Vmax=50% określa specyficzność przenośnika względem konkretnej substancji

18 Typy transportu nośnikowego Uniport Symport Antyport

19 Prostymi modelami transporterów i kanałów jonowych są antybiotyki gramicydyna A i walinomycyna

20 Transporter jonów potasu - walinomycyna

21 Gramicydyna

22 Transporter glukozy

24 Dyfuzja ułatwiona: kanały jonowe Szybkość: do 10 7 jonów na sekundę Nie wymagają nakładu energii

25 Bramkowane - przez napięcie - przez ligandy - przez mechanicznie

26 Kanał receptora acetylocholiny jest istotny dla funkcji synapsy

27 Receptor acetylocholiny umożliwia przekazywanie sygnałów w synapsach

29 Inaktywacja kanału K + : model kuli na łańcuchu

31 Specyficzne toksyny odegrały ważną rolę w badaniach funkcji i izolowaniu kanałów jonowych

32 Transport aktywny -pierwotny - wtórny Wymaga nakładu energii Zachodzi wbrew gradientowi stężeń ze stężenia niższego do wyższego

33 Transport aktywny jest procesem endoergicznym, wymaga nakładu energii

34 Erytrocyty większości ssaków są bogate w K +, a ubogie w Na +

35 Pompa sodowo-potasowa została wykryta jako ATPaza zależna od jonów Na + i K +

38 W cyklu katalitycznym Na +,K + -ATPazy (i innych ATPaz typu P występuje ufosforylowany intermediat 2 K + ATP ADP + P i 3 Na +

39 Pompa Ca 2+ utrzymuje niskie stężenie Ca 2+ w cytoplazmie (0,1 1 μm)

42 H +,K + -ATPaza umożliwia wytworzenie niskiego ph (0,16 M HCl) w żołądku

43 W komórkach występuje szereg typów ATPaz

44 Transport aktywny wtórny: transport glukozy kosztem transportu Na +

45 Transport aktywny wtórny: transport laktozy kosztem transportu H + u bakterii

Podobne dokumenty

Właściwości błony komórkowej

Właściwości błony komórkowej płynność asymetria selektywna przepuszczalność Transport przez błony Cząsteczki < 150Da Błony - selektywnie przepuszczalne RóŜnice składu jonowego między wnętrzem komórki ssaka