Transportuojant membranas, medžiagos praeina per biologinę membraną arba aktyviai transportuojamos per membranas. Skirtingai nuo aktyvaus transporto, difuzija yra paprasčiausias membranos transportavimo kelias ir nereikalauja papildomo energijos tiekimo. Membranos transportavimo sutrikimai yra susiję su įvairiomis įvairiomis ligomis.
Kas yra membranos pernaša?
Membranos pernešimas yra tada, kai medžiagos praeina per biologinę membraną arba yra aktyviai jos transportuojamos. Biomembranos uždaro tokią sritį kaip ląstelių citoplazma, generuodamos kontroliuojamą regioną su santykinai nepriklausoma aplinka išoriniam pasauliui. Specifinė ląstelių aplinka ląstelių viduje gali būti nustatyta ir palaikoma tik dėl to, kad yra apsaugota nuo išorinio pasaulio. Biomembranos dvigubas sluoksnis susideda iš fosfolipidai ir pats savaime laidus tik dujoms ir mažas, daugeliu atvejų neužkrautas molekulės. Hidrofiliniams poliariniams jonams ir kitoms bioaktyvioms medžiagoms dvigubas lipidų sluoksnis atitinka barjerą, kuriam įveikti reikia papildomų transporto mechanizmų. Membranos pernaša atitinka medžiagų perėjimą per biomembraną. Čia vaidina du skirtingi principai. Pirmasis principas yra difuzija arba laisvas skverbimasis, antrasis yra selektyvus masė transportas. Be paprastos sklaidos, turi funkcinius principus, tokius kaip pasyvus transportavimas kanalu baltymai arba nešimo baltymai ir aktyvus pernaša yra transmembraninio gabenimo dalis. Savo ruožtu membrana, perkelianti transportą, apima endocitozę, egzocitozę ir transcitozę. Kadangi membranos perkėlimo metu pačios membranos dalys yra pasislinkusios, tai kartais dar vadinama membranos srautu. Membranų transportas palaiko ląstelių funkcijas ir ląstelių ryšį su aplinka. Atrankinis masė perkėlimą įgalina transporto mechanizmai.
Funkcija ir užduotis
Biomembranos dvigubas lipidinis arba dvimolekulinis lipidų sluoksnis atitinka barjerą tarp vandeninių skyrių ekstraplazminės ir citoplazminės erdvės pavidalu. Tarp skyrių tik nedideli molekulės gali difunduoti per biomembraną, pvz acto rūgštis be to, vanduo. Didesniam molekulės, difuzijos greitis yra palyginti mažas. Mažų molekulių membranų pralaidumas taip pat vadinamas pusiau pralaidumu ir sudaro osmoso pagrindą. Pagal dabartines prielaidas, bet kuri biomembrana yra skysčio struktūra, turinti trumpalaikius nelygumus lipidų dvisluoksnyje. Hidrofobinės savybės turinčios molekulės dėl jų pasiskirstymo koeficiento ištirpsta per hidrofobinės membranos sritį. Dar didesnės dalelės, tokios kaip steroidas hormonai gali praeiti per membranas difuzijos būdu. Kita vertus, specifinės molekulės naudoja specifinį membranos transportą. Transporto kelias yra susietas su vientisu membraniniu transportu baltymai žinomas kaip translokatorius. Specifinis transportas yra specifinis substratui ir prisotinamas. Šiame transporto kelyje esantys nešikliai apima nešiklius, kurie yra apkrauti substratu ir gali sukelti konformacinį membranos pokytį, kad pristatytų savo krovinį. Dėl santykinai aukšto transportavimo greičio kiekvienoje membranoje yra nuolatinis transportavimo kanalas. Integruota membrana baltymai su vaidmenimis membranos pernešime paprastai atitinka oligomerines struktūras. Specifiniame transporte yra katalizuota difuzija be papildomo energijos suvartojimo arba aktyvus transportavimas, kai sunaudojama energija. Katalizuota difuzija ir aktyvus transportavimas suteikia galimybę transportuoti tik vieną dalelę į vieną pusę, dvi daleles kartu ta pačia kryptimi arba priešinga kryptimi. Katalizuota difuzija pernešant membraninius baltymus seka tik koncentracija subalansuoti palei dabartį koncentracija medžiagų gradientas tarp dviejų ląstelės skyrių. Aktyvus transportas visada vyksta prieš koncentracija gradientas. Išorinės biomembranos poros tarnauja nespecifiniam hidrofilinių dalelių praėjimui. Tikrąjį biomembranos transportavimo kanalą sudaro β-lakštai. Membranos transportas yra nepakeičiamas visoms kūno funkcijoms ir kūno audiniams, tokiems kaip nervų sistema ir jo įtampa nukreipti jonų kanalai.
Ligos ir sutrikimai
Sutrikus membranų transportavimo sistemoms, gali būti sunkūs ląstelių pažeidimai ir net organų nepakankamumas. Žarnyne ar inkstuose dėl membranos transporto sutrikimų gali atsirasti, pavyzdžiui, rezorbcijos ir sekrecijos sutrikimai. Pavyzdžiui, mitochondriopatijos vadovauti į membranos transporto sutrikimus. Šiuo atveju yra paveikta fermentų sistema, leidžianti gaminti energiją oksidacinio fosforilinimo būdu. Šiame kontekste ypač vertini ATP sintazės sutrikimai. Šis fermentas yra vienas iš svarbiausių transmembraninių baltymų, kuris, pavyzdžiui, prisiima transporto fermento funkciją protonų siurblyje. Sveikame kūne fermentas katalizuoja ATP tiekimą ir įgalina protonu transportuoti energiją palei protonų gradientą, susidarant ATP. Todėl ATP sintazė yra vienas iš svarbiausių žmogaus organizmo energijos keitiklių, transformuojančių vieną energijos formą į kitą. Mitochondriopatijos dabar yra mitochondrijų medžiagų apykaitos procesų sutrikimai, dėl kurių sumažėja ATP sintezės tiekimas ir taip sumažėja organizmo veikla. Be to, visi transporterių baltymai ir fermentai (enzimai) galiausiai gali paveikti mutacijos ar transkripcijos defektai. Transporterinių baltymų genetinės medžiagos mutacijos sukelia paveiktus baltymus modifikuota forma, todėl jie tampa aktyvūs masė transportuoti sunkiau. Šis reiškinys yra aktualus, pavyzdžiui, kai kurioms ŽIV ligoms plonoji žarna. Savo ruožtu membranos srauto sutrikimai gali būti susiję su įvairiausiomis ligomis. Pavyzdžiui, navikams dažnai trukdoma endocitozei. Infekcijos ar neurogeneracinės ligos taip pat gali sukelti sutrikimų. Neuropatijos, kurių sutrikęs vaikščiojimas ir sumažėjęs nervų laidumo greitis, taip pat jutimo sutrikimai yra neurodegeneracinių skundų dėl sutrikusios membranos srauto pavyzdys. Be to, susijęs su mutacija Huntingtono liga neurogeniškai sutrikdo membranos srautą. Papildomai, neurotransmiteris dėl toksinų gali sutrikti egzocitozė. Sutrikusi egzocitozė taip pat yra medžiagų apykaitos ligų, tokių kaip cistinė fibrozė. Pinocitozės sutrikimai dabar taip pat siejami su tokiomis ligomis kaip Alzheimerio liga liga. Membranos transportavimo sutrikimai gali sukelti ne tik daug skirtingų priežasčių, bet ir galiausiai vadovauti vienodai daugeliui skirtingų simptomų ir įvairių ligų.
