Активний транспорт

Полегшена дифузія

Пасивна дифузія.

Речовина, яка переноситься, не взаємодіє специфічно з компонентами клітинної мембрани. Вона проходить через мембрану, поки не встановиться рівновага між концентрацією всередині та зовні. Оскільки в природі концентрація більшості метаболітів у клітині є вищою, ніж назовні, то очевидно, що транспорт шляхом пасивної дифузії не є дуже поширеним і обмежений невеликою групою речовин, а саме газами (кисень), водою та деякими іонами. Шляхом простої дифузії у клітину проникають інгібітори, отруйні та інші невластиві клітині сторонні речовини. У Е. соlі іони натрію надходять у клітину шляхом пасивної дифузії, у той час, як іони калію та магнію транспортуються активно. Проте інші бактерії використовують системи активного транспорту натрію.

Полегшена дифузія — це процес, схожий з пасивною дифузією у тому, що жоден з цих процесів не потребує метаболічної енергії, обидва вони є легко оборотними, так що концентрація речовини у клітині та середовищі є однаковою.

На відміну від пасивної, полегшена дифузія містить у собі транспорт відповідної речовини за допомогою специфічного мембранного переносника. Речовина, яка транспортується, зв'язується з переносником назовні мембрани та вивільнюється всередині клітини. Отже, транспорт є специфічним щодо субстрату.

Еритроцити та дріжджові клітини шляхом полегшеної дифузії поглинають цукри. У аеробних бактерій такий механізм транспорту не є суттєвим, але у анаеробів він, очевидно, бере участь у поглинанні деяких речовин і виділенні продуктів бродіння.

Активний транспорт приводить до насичення клітини субстратом за значно нижчої концентрації цього субстрату в середовищі, ніж у дифузійних процесах. Спостерігалось концентрування речовини в кілька сотень разів. Отже, активний транспорт дає клітинам можливість рости на середовищах з низькою концентрацією субстратів — ситуація, звичайна в природі.

Особливості активного транспорту такі:

специфічність щодо субстрату; зовні мембрани утворюється комплекс переносник—субстрат;

потреба в метаболічній енергії;

транспорт субстрату проти градієнта концентрації;

вивільнення в цитоплазму не модифікованого субстрату (на відміну від перенесення груп).

Джерелом енергії для процесів активного транспорту здебільшого є енергія протонрушійної сили, яка генерується при перенесенні електронів через мембрану.

Іншим джерелом енергії для забезпечення активного транспорту є енергія гідролізу АТФ (енергія, яка виділяється при гідролізі АТФ). Власне кажучи, гідроліз АТФ, який здійснюється АТФ-синтазним ферментним комплексом, супроводжується перенесенням протонів із внутрішнього боку мембрани назовні, завдяки чому також генерується протонрушійна сила. При синтезі та гідролізі АТФ відбувається взаємне перетворення двох форм енергії: енергія протонрушійної сили перетворюється на енергію АТФ (синтез АТФ) і енергія АТФ перетворюється на енергію протонрушійної сили (гідроліз АТФ). Тому буде правильним сказати, що джерелом енергії для процесів активного транспорту є протонрушійна сила, яка може виникати за рахунок перенесення електронів і гідролізу АТФ.

Згідно з літературними даними, АТФ-залежним є такий активний транспорт, для забезпечення якого використовується енергія (АТФ), яка утворюється на рівні субстратного фосфорилювання. Отже, існують два джерела енергії для процесів активного транспорту: енергія протонрушійної сили та енергія АТФ. Відповідно розрізняють ^ц_н -залежні та АТФ-залежні механізми активного транспорту. ^ц_и -залежниймеханізм активного транспорту інакше називають "хіміоосмотичним механізмом". Бактеріальні клітини підтримують протонний потенціал, безперервно відкачуючи з клітини протони та інші іони (Na⁺). Для цього в мембрані є специфічні транспортні білки. Існують такі різновиди цього механізму (рис. 3.2):

симпорт — одночасне та односпрямоване перенесення двох речовин, наприклад, як показано на рис. 3.2, субстрату (А або В) та іона (H⁺ або Na⁺);

антипорт — одночасне зустрічне перенесення двох іонів (наприклад, Н⁺ і Na⁺, або протона та аніона органічної кислоти);

уніпорт — перенесення одного іона (К⁺ на рис. 3.2).

У прокаріот переважає симпорт з протоном, в еукаріот — симпорт з Na⁺. Як розрізнити ^ц_и -та АТФ-залежні механізми активного транспорту? ^ц_и-залежні механізми є нечутливими до осмотичного шоку, але чутливими до дії протонофорів (протонофори знімають протонний потенціал на мембрані, причому розсіюють обидві його складові — як градієнт рН,

Рис. 3.2 Різні види активного транспорту з використанням енергії протонрушійної сили

так і градієнт електричного заряду), стійкими до арсенату (який призводить до вичерпання АТФ у клітині).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Елективні методи культивування (накопичувальні та чисті культури).	\|	ФІЗІОЛОГІЯ РОСТУ ТА РОЗМНОЖЕННЯ БАКТЕРІЙ.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.