Transport majhnih molekul skozi membrano

Plazemska membrana je selektivno propustna. Skozi njo prehajajo molekule, ki jih celica potrebuje(v notranjost) in molekule, ki jih celica več ne rabi(ven iz celice). Enako velja za membrane organelov. Osnovna struktura membrane je lipidni dvosloj, ki je za različne snovi drugače propusten. Nekatere snovi prehajajo neovirano, druge težko, nekatere pa sploh ne. Obstaja različna konc. molekul na eni in na drugi strani membrane

Načini transporta

---

1. Enostavna difuzija

Molekule vedno prehajajo z mesta višje na mesto nižje konc. Pravimo, da prehajajo z mesta koncentracijskega gradienta. Tako prehajajo plini(CO2, N2, O2), nekatere majhne nenabite molekule(urea, etanol), voda pa težko. Z difuzijo ne prehajajo velike nenabite molekule(glukoza), ioni in nabite polarne molekule. Da te molekule lahko prehajajo, so v membrani proteini, ki omogočajo prehod.

[1]

2. Pasivni transport

Če za transport v smeri koncentacijskega gradienta ni potrebna energija, govorimo o pasivnem transportu. Gre za prenos snovi s pomočjo proteinov, ki so grajeni v membrano. Poznamo prenašalne in kanalne proteine, ki vežejo molekulo in jo prenesejo skozi membrano.

[2]

3. Aktivni transport

Gre za prenos molekul proti konc. gradientu s pomočjo energije v obliki ATP.

[3]

Membranski transportni proteini(prenašalni proteini)

---

1. ATP črpalke(ionske črpalke)

Prenašajo večinoma ione z aktivnim transportom. Pomembna je predvsem natrij-kalijeva črpalka, saj so Na+ ioni pomembni za vzdrževanje membr. potenciala, ki je gonilna sila za prehod drugih snovi v celico (aminokisline in glukoza).Te črpalke porabijo 25% vsega ATP-ja.

• P črpalke

• V črpalke

• F črpalke

P črpalke so zgrajene iz 2α in 2β podenot. Poznamo Na/K ATP-azo in Ca ATP-azo. V in F črpalke so vključene v transport protonov in so bolj kompleksno zgrajene. Najdemo jih v membrani lizosomov in endosomov, v vakuolah ter na notranji mitohondrijski membrani.

2. Kanalni proteini

Prenašajo različne molekule v smeri gradienta. V membrani oblikujejo hidrofilne proteinske kanale. Nekateri so regulirani, drugi pa stalno odprti, večina od njih pa je selektivno propustnih. Imajo pomembno vlogo pri vzdražnosti.

• koneksoni (6 koneksinov ene celice se poveže in tvori konekson. Koneksona sosednjih celic tvorita strukturno enoto presledkovnih stikov.)

• β-listi (Gradijo jih porini v zunanji memnbrani bakterij.)

• akvaporini oz. vodni kanali

• ionski kanalčki

Selektivnost ionskih kanalčkov temelji na velikosti kanalčka. Vsi ioni imajo vodni ovoj. V K+ kanalčku se nahaja karbonilni kisik, ki štrli v notranjost kanala. Ko pride K+ do njega, to povzroči odcep vodnega ovoja in K+ ion gre lahko skozi kanal. Na+ ion pa je premajhen, zato ne pride do interakcije in vodni ovoj se ne more odstraniti. K+ ion potuje skozi kanal, Na+ pa ne.

3. Prenašalni proteini(transporterji)

Na eni strani vežejo molekulo, se pri tem konformacijsko spremenijo in prenesejo molekulo na drugo stran membrane.

Glede na št. vezanih molekul in smer prenosa ločimo:

• Uniporter (prenese eno molekulo v smeri gradienta)

• Simporter (prenese dve različni molekuli v isto smer)

• Antiporter (prenese dve različni molekuli v različno smer)

Gre za sekundarni aktivni transport. Ne porablja se ATP, ampak energija, ki se sprosti, saj je energetsko ugoden transport v smeri gradienta sklopljen s transportom proti gradientu.

Slika: transporterji

4. ABC transporterji Imajo več vezavnih mest za vezavo ATP-ja, ki je nujen za prenos molekul. Najdemo jih v vseh vrstah celic, celo pri bakterijah.

Hitrost prenosa

---

• ATP črpalke: 10-10³ ion/s

• Ionski kanali: 10-10 8 ion/s

• Transporterji: 10²-10 4 ion/s

Viri in literatura

---

• Cooper C., Hausman R., The cell:a molecular approach. Washington: ASM Press, 2007
• http://en.wikipedia.org/wiki/Membrane_transport
• http://en.wikipedia.org/wiki/Active_transport