- Pārvietošana pāri membrānām
- - Sūkņi
- - kanālu olbaltumvielas
- - Transporta olbaltumvielas
- Nesējproteīnu veidi
- raksturojums
- Veidi
- Kanāli
- Konveijeri vai
- Piemēri
- Atsauces
Terminu uniport izmanto bioloģijā, lai aprakstītu atsevišķu molekulu transportēšanu vienā virzienā pa šūnas membrānu un pa tās koncentrācijas gradientu (atvieglota transportēšana).
Šis transporta veids caur membrānām, kas uzliek selektīvu caurlaidības barjeru, paredz vairāk vai mazāk nemainīgas starpšūnu vides uzturēšanu, kas ļauj izveidot daudzas šūnu funkcijas, kas ir atkarīgas no smalkās molekulārās un enerģijas bilances.
Uniporte transporta reprezentatīvā shēma (Avots: Emma Dittmar, izmantojot Wikimedia Commons)
Komunikācija starp šūnām, kā arī starp šūnām un vidi, kas tos ieskauj, ir būtisks visu organismu dzīves process, un tas lielā mērā ir atkarīgs no transmembranālo olbaltumvielu grupas, kas pazīstama kā “transporta proteīni”.
Šie proteīni ir atbildīgi par tādu vielu transportēšanu, kuras to ķīmiskās īpašības dēļ nevar viegli šķērsot membrānas, piemēram, jonus un ūdenī šķīstošās molekulas, piemēram, aminoskābes un glikozi.
Jāatzīmē, ka šāda veida molekulu transportēšanu no šūnas vai uz tās ārpusi, vai no citosola uz organelle lūmenu nodrošina specifiski transportētāja proteīni, kas spēj "atpazīt" vai identificēt substrātu, kas tiem jāpārvadā.
Pārvietošana pāri membrānām
Daži autori uzskata, ka šūnu membrānās ir trīs veidu pārvadātāji: pumpas, kanālu proteīni un transportiera proteīni.
- Sūkņi
Sūkņi ir olbaltumvielas, kas pārvadā mazas molekulas pret to koncentrācijas gradientu vai elektrisko potenciālu, un tās izmanto enerģētisko spēku, kas rodas no ATP hidrolīzes (tās ir ATPāzes). Šie proteīni veic tā saukto “aktīvo transportu”, jo tas prasa enerģiju.
- kanālu olbaltumvielas
Kanālu olbaltumvielas atvieglo dažādu jonu un ūdens transportēšanu pa to koncentrācijas gradientu vai elektrisko potenciālu. Tie sastāv no "kanāliem", ko veido olbaltumvielas, kas šķērso membrānu visā tā biezumā, caur kuru molekulas pārvietojas lielā ātrumā.
Ir kanālu proteīni, kas ir pastāvīgi atvērti, bet citi var būt slēgti, atverot īpašus stimulus.
- Transporta olbaltumvielas
The nesējproteīni ir klasi olbaltumvielas, kas atvieglo kustību daudzu joniem un molekulām visā bioloģisko membrānu.
Šie proteīni tieši mijiedarbojas ar substrātiem, kurus tie pārvadā, un šī mijiedarbība rada konformācijas izmaiņas to struktūrā, tāpēc transports ir delikāti selektīvs un lēnāks nekā pārējie divi aprakstītie veidi.
Nesējproteīnu veidi
Zinātniskajā literatūrā ir ierasts atrast tekstus, kas attiecas uz trim transportētāja olbaltumvielu veidiem: symporteriem, anti-nesējiem un uni-nesējiem.
Symport un antisport ir saistīts ar vienlaicīgu divu molekulu kustību. Tas saista viena no tiem kustību pret tā koncentrācijas gradientu vai elektrisko potenciālu ar otra (vai vairāku) kustību par labu tā gradientam (parasti joniem).
Konkrēti, symport sadarbojas ar divu molekulu transportēšanu tajā pašā virzienā, savukārt pretatspēks ietver molekulu kustību vienā un otrā virzienā pretējā virzienā.
Uniport ir vienkāršākā membrānas transporta klase, jo tas sastāv no vienas molekulas pārvadāšanas vienlaikus un par labu tās koncentrācijas gradientam, tāpēc var teikt, ka tas kaut kādā veidā atvieglo vienkāršu difūziju.
Viena nesējvielas proteīni ir, piemēram, tie, kas pārnes cukurus, aminoskābes un nukleotīdus no dzīvnieku šūnu ārpuses uz iekšpusi.
Dažām baktērijām, augiem un apakšējiem eikariotiem ir pārnēsātāju olbaltumvielu virsģimenes pārstāvji, kuru locekļi katalizē gan nesportu, gan symport, gan anportu. Šī virsģimene ir pazīstama kā "galvenā veicinātāju ģimene."
raksturojums
Vienkrāsaini proteīni paātrina molekulu kustību no vienas plazmas membrānas puses uz otru.
Šī kustība ir enerģētiski labvēlīga, jo molekulas tiek transportētas pa to koncentrācijas gradientu, tas ir, no vietas, kur ir "vairāk", uz kur ir "mazāk". Šī iemesla dēļ uniport bieži tiek uzskatīts par atvieglotas difūzijas vai atvieglotas pārvadāšanas veidu.
Dažas īpašas iezīmes atšķir šo transporta veidu:
- Ātrums molekulas pārejai no vienas puses uz otru par labu tās gradientam caur vienradzis olbaltumvielu, ir lielāks nekā tas, kas varētu notikt, veicot vienkāršu difūziju.
- Tāpat kā visu pārvadātāju katalizēto transportu (ieskaitot symport un antport), atdalīšana ir specifiska, jo katrs proteīns atpazīst noteiktu molekulu.
- Atšķirībā no vienkāršas difūzijas, atdalīšana notiek īpašās membrānas vietās (kur tiek atrasti transportiera proteīni), un, tā kā ir ierobežots olbaltumvielu skaits, tam ir maksimālais ātrums, ko nosaka pārvadātāju skaits un koncentrācija. no pārvadājamās pamatnes.
Veidi
Pēc vienreizējās nesējvielas olbaltumvielām, pēc Woelfersberger (1994), var klasificēt kā kanālus un kā pārvadātājus vai "nesējus".
Kanāli
Kā var saprast no iepriekšējā paziņojuma, kanālu olbaltumvielas ietilpst unicarrier nesēju proteīnu klasifikācijā. Šāda veida olbaltumvielas būtībā ir hidrofīlas poras (saistītas ar ūdeni), kas šķērso membrānu un caur kurām difūzijas ceļā var pārvietoties ūdens un citas izšķīdušās vielas, jo tas notiek par labu to koncentrācijas gradientam.
Katra olbaltumvielu kanāla iekšpuse vai lūmenis ir sakārtots membrānā tā, lai tas vienlaikus būtu pieejams abās membrānas pusēs.
Konveijeri vai
Pārvadātāji vai nesēji ir arī transmembranālie proteīni, kas veido sava veida kanālu visā šūnu membrānu biezumā. Tomēr, lai arī abās membrānas pusēs ir substrāta saistošas vietas, tās vienlaikus netiek pakļautas.
Šī iemesla dēļ pārvadātāji var atvieglot pārvietošanos abos virzienos un arī pretnosūtīšanu, turpretī kanāla olbaltumvielas to nevar.
Piemēri
Starp reprezentatīvākajiem vieninieku nepiemērotajiem piemēriem var minēt glikozes transportēšanu pa zīdītāju šūnu plazmas membrānu. Šo transportu katalizē olbaltumvielu grupa, kas pazīstama kā GLUT (saīsinājums angļu valodā ir Glucose Transporters).
Zīdītāju dzīvnieku šūnu membrānu glikozes transportētāja GLUT1 kristāla struktūra (Avots: A2-33, izmantojot Wikimedia Commons)
Tie ir transmembranālie proteīni, kas sastāv no peptīdu ķēdes, kas vismaz 12 reizes šķērso plazmas membrānu un kurai ir saistošas vietas glikozei gan no ārpuses, gan no iekšpuses.
Šim olbaltumvielu veidam ir divas izmaiņas: viena, kad tā nav saistīta ar glikozi, un otra, kad tā ir saistīta. Šo olbaltumvielu konformācijas izmaiņas ir atgriezeniskas un nejaušas, un tās ir atkarīgas no glikozes saistīšanās.
Turklāt tie katalizē transportēšanu abos virzienos atkarībā no glikozes koncentrācijas vienā vai otrā membrānas pusē.
Atsauces
- Alberts, B., Džonsons, A., Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K., & Valters, P. (2015). Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). Ņujorka: Garland Science.
- Lodish, H., Berk, A., Kaizers, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molekulāro šūnu bioloģija (5. izdevums). Freeman, WH & Company.
- Beavis, AD, un Vercesi, AE (1992). Augu mitohondrijos esošo anjonu nepiedalīšanos medijē Mg2 + jutīgs iekšējās membrānas anjonu kanāls. Journal of Biological Chemistry, 267 (5), 3079–3087.
- Volfersbergers, MG (1994). Neviena ceļotāja, pretinieka un pretinieka ceļotājs. The Journal of Experimental Biology, 196, 5. – 6.
- Kakuda, DK, un MacLeod, CL (1994). Na + neatkarīgs aminoskābju un glikozes transports (neatvienots) zīdītāju šūnās. Journal of Experimental Biology, 196, 93-108.
- Margers, MD, un Saier, MH (1993). Galvenā transmembranālo starpnieku ģimene, kas katalizē uniport, symport un antiport darbību. Bioķīmisko zinātņu tendences, 18. (1), 13. – 20.
- Bonifacino, JS, un Lippincott-Schwartz, J. (2003). Apmatojuma olbaltumvielas: veidojot membrānas transportu. Dabas apskats, 4. maijs, 409. – 414