Біологічні мембрани їх будови і функції

Серед перших широко представлені трансмембранні

білки, що пронизують мембрану наскрізь і контактують з водним середовищем по обидва боки бішару ліпідів. Інші білки лише частково занурені в мембрану чи просто примикають до неї. У цілому білки утворюють на мембрані своєрідну мозаїку, іноді вільно переміщуючись по ліпідному бішару, а іноді й утримуючись на місці.

Транспорт речовин через мембран.

Життєдіяльність організму, функціонування всіх його органів і систем можливі лише при постійному обміні речовин. Транспорт речовин повинен забезпечувати підтримку в клітині відповідного рівня рН і певної концентрації іонів, що сприяють ефективній роботі ферментів. У результаті транспорту всі тканини організму забезпечуються поживними речовинним,що служать джерелом енергії а також будівельним матеріалом для утворення клітинних компонентів.

Здатність клітин простояти змінам середовища і зберегти динамічну відносну складність складу називають гомеостазом

. У рослині основну роль у підтримці гомеостазу грає транспорт речовин через плазма лему і тонопласт. Перша регулює приплив у клітині іонів і води з зовнішнього середовища і виділення баластових і надлишкових іонів, другий – надходження в протоплазму запасних субстратів із вакуоль при їх нестачі і видалення у вакуолю – при надлишку. Робота цих двох мембран також забезпечує стабілізацію осмотичного потенціалу клітини.

Відомі механізми пересування речовин через мембран поділяються на дві категорії – пасивний і активний

транспорт. Пасивний транспорт – це рух речовин за законами дифузії й осмосу, який не вимагає витрат енергії. Дифузія – це переміщення молекул чи іонів за градієнтом концентрації: з області з вищою в область їз нижчою концентрацією. Осмос -

це дифузія води через напівпроникну мембрану з області з низькою концентрацію розчинної речовини в область із високою.

Поряд з цими механізмами на характер дифузії впливає і загальний електричний градієнтмембрани. У принципі будь яка молекула шляхом дифузії може проникнути через ліпідний бішар (рис.1.8).

Набагато повільніше транспортуються великі полярні молекули (глюкоза,сахароза, амінокислоти). У цілому клітині мембрани проникні для різних полярних молекул. Відомо, що за їх перенос відповідальні специфічні білки. Такі транспортні білки присутні у всіх мембранах, але механізм їх роботи відрізняється певною специфічністю (рис. 1.9).

Одні з них просто переносять яку-небудь розчинену речовину з однієї сторони мембрани на іншу. Такий транспорт називають уніпортом.

Інші функціонують як транспортні

системи,у яких перенос однієї речовини залежить від переносу іншої речовини : або в тому ж напрямку (симпорт

), або в протилежному (антипорт

).

Деякі транспортні білки, що здійснюють пасивний транспорт, формують гідрофільні канали, які дозволяють окремим молекулам проходити бішар мембран за рахунок простої дифузії. Такі білки називаються каналоутворюючими

(рис.1.10).

Інші білки здатні зв’язувати молекулу речовини, що транспортується, і переносити її через мембрану. Вона називається білками-переносниками

, а весь процес – полегшеною дифузією

.

Транспорт здійснюється проти електрохімічного градієнта, він сполучений зі споживанням енергії АТФ і називається активним.Механізми активного транспорту досить складні і до кінця не вивчені. У більшості клітин у плазматичній мембрані діє так званий калій-натрієвий

насос

. Активно діючий насос бере участь в осморегуляції клітин, а також шляхом сим порту чи анти порту разом з іонами викачує чи накачує цукри, амінокислоти і багато інших речовин. Внутрішній вміст клітини заряджений негативно стосовно зовнішнього середовища. Тому, відповідно до електричного градієнта, катіони прагнуть у клітину, а аніони відштовхуються. Концентрація іонів калію усередині клітини вища, ніж зовні. Для іонів натрію характерно зворотне співвідношення (рис.1.11).

Подібні статті

Рослинність евтрофних боліт
Актуальність. В епоху широкомасштабного впливу людської цивілізації на навколишнє середовище проблема вивчення закономірностей генезису, динаміки боліт і заболочених земель як важливого біоенергетичного компонента та носія значного обсягу ...

Мілдью винограду та заходи захисту від епіфітотій
Виноград - рослина теплого клімату, тому промислове вирощування його зосереджене головним чином у південних районах. Він володіє здатністю проростати на найрізноманітніших грунтах, окрім засолених та заболочених. На Україні виноград ви ...