Тақырыбы: Биологиялық Мемраналардың өткізгіштік механизмі
Биологиялық мембрана арқылы заттардың тасымалы
жүктеу/скачать 54,74 Kb.
|
| Биологиялық мембрана арқылы заттардың тасымалы
Жасушадағы барлық жұмыс үрдістері тек АҮФ-ң энергиясын пайдаланумен жүреді. Биофизикада заттың тасымалы дегеніміз заттың жасушаға не одан қоршаған ортаға орын ауыстыруы. Мембрананың өзі арқылы белгілі бір заттарды өткізу қабілеттілігі мембрананың өткізгіштігі (өтімділігі) деп аталады. Кезкелген мембрананың маңызды қызметі- органикалық және неорганикалық қосылыстарды тасымалдау. белсенді Тасымал селқос Белсенді тасымал (БТ) - жасушаның метаболалық үрдістерінің энергиясын (АҮФ-ң гидролизінің энергиясын) жұмсауы арқылы жүреді, электрохимиялық градиентке қарсы (артуына қарай) иондар мен молекулалар тасымалы. БТ жасушаларға оған қажетті заттардың жасушаларда жиналуы үшін және одан заттардың қайта бөлініп шығуы үшін қажет. Иондарды БТ-у жүйесі (ионды насостар, ионды помпалар) иондардың жасуша мен жасушалар арасындағы ортада әртүрлі мөлшерде үлестірілуін қамтамасыз етеді. K+ жасуша ішінде, ал Na+ жасушааралық ортада көп болады. Концентрациялы градиенттің арқасында K+жасушадан шығады, ал Na+ керісінше оған өтеді. Электрохимиялық градиент- концентрациялық және электрлік градиенттер жиынтығы. Селқос тасымал (СТ) бөлшектердің жоғары электрохимиялық градиент жағынан кіші жағына қарай орын ауыстыруы нәтижесінде орындалады. Осының нәтижесінде градиенттер кемиді. Жасушаның метаболалық үрдістерінің энергиясы осы тасымалға жұмсалмайды. СТ қандайда бір градиентте жинақталған энергия есебінен орындалады. Тірі ағзаларға тән градиенттер: 1) концентрациялық 2) осмостық 3) электрлік 4) сұйықтың гидростатикалық қысымының градиенті Жүйенің қандайда бір параметрінің градиенті дегеніміз - осы параметрдің кезкелген екі нүктедегі мәндерінің айырмасын нүктелер арақашықтығына бөлгенге тең: ; Градиент векторлық шама, оның бағыты параметрдің үлкен мәнінен кіші мәніне қарай бағытталады. Пассивті тасымалдың негізгі теңдеуі Теорелл теңдеуі: , мұндағы j – бірлік аудан арқылы бірлік уақытта өтетін заттың 1 моль санына тең болатын бөлшектер ағынының тығыздығы, u – бөлшектердің қозғалғыштығы, С – концентрация; - электрохимиялық потенциалдың градиенті, яғни оның х арақашықтыққа байланысты өзгеру жылдамдығын көрсететін шама. Теорелл теңдеуіне араластырылған ерітіндінің электрохимиялық потенциалына арналған өрнекті қойсақ: ; Электрохимиялық потенциал БМ-ң бос энергиясына ферментті реакцияның қосатын үлесін сандық сипаттайды. Осыны Теорелл теңдеуіне қойып, жақшаны ашсақ Нернст-Планк теңдеуі алынады: ; Мұндағы - берілген ерітінді үшін тұрақты шама; - универсал газ тұрақтысы; Т – абсолют температура; С – концентрация; Z – электролиттегі ион заряды; Кл/моль (Фарадей саны); - электрлік потенциал. СТ-ң түрлері: 1) Диффузия (Қарапайым диффузия. Жеңілдетілген диффузия) 2) Осмос 3) Сүзу 1) Диффузия- молекулалардың жылулық хаосты қозғалысы нәтижесінде заттардың концентрациясы жоғары бөліктен концентрациясы төмен бөлігіне өздігінен өту үрдісі. Қарапайым диффузия кезінде диффузияланатын заттың молекулалары басқа молекулалармен комплекс құрмай қозғалады. Жеңілдетілген диффузия тасымалдағыш- молекулалардың қатысуымен жүреді. Диффузияның математикалық өрнектелуін Фик тапқан: , мұндағы D – диффузия коэффициенті, D= uRT. Мембрана арқылы ағынның тығыздығы мынаған тең: Осы теңдеу заттардың мембрана арқылы СТ-ы (диффузия) үшін Фик заңы деп аталады. Р - мембрананың өтімділік коэффициенті: ; 2) Жасуша мембранасының жартылай өткізгіштік қасиеті бар, яғни ол бір заттарды жақсы, мысалы суды, ал басқа заттарды нашар өткізеді. Осыған байланысты су жасуша мембраналары арқылы осмостың нәтижесінде өтеді. Осмос- жартылай өткізгішті мембрана арқылы су молекулаларының еріген заттың аз концентрациясы жағынан концентрациясы үлкен жағына қарай қозғалысы. Судың жасушаға өтуі тоқтайды, жасуша мен оны қоршаған орта арасындағы осмостық қысымдар айырмасы 0-ге тең болғанда. Осмостық қысым- еріткіштің қозғалысын тудыратын күш. 3) Сүзу- гидростатикалық қысымның әсерінен қандайда бір аралықтың саңылаулары арқылы сұйықтықтың қозғалысы. СТ-ң 2-ші және 3-ші түрлері қан мен тін арасында судың алмасу үрдісінде мәні зор. Каналдардағы заттардың иондық тасымалы. Жасуша мембранасы арқылы заттардың тасымалы сумен толған саңылаулар, яғни мембрана каналдары (МК) арқылы жүреді. Қазіргі заманғы қағидаға сәйкес, МК жасуша мембранасын жарып орналасқан интегралды ақуыздар (ақуыз комплексі) болып табылады. Хилл 1977-1984 ж. иондық каналдың жұмыс жасауының үлгісін ұсынды. Үлгіге сәйкес каналдың басты екі құраушысы бар: 1) таңдамалы сүзгі (белгілі бір заттарды ғана өткізеді), каналды құрайтын ақуыз комплексі осы кезде саңылаудың өлшемін өзгерте алмайды және мембрананың өтімділігін реттей алмайды. 2) қақпалы механизм («каналдың қақпалары» мембрананың өтімділігін реттейді). Каналдың саңылауының өлшемі канал арқылы өтетін заттың өлшеміндей болады. Сол себепті канал арқылы заттың қозғалысы бір қатарлы. Каналдың қақпалары ақуыз комплексінің бір бөлігі болып табылады. Олар ширақталып, қайтадан жазылуға қабілетті. Соның салдарынан олар ақуыз комплексінің ішінде саңылау құрып, қайтадан жабылады. Канал екі жағдайда ғана болуы мүмкін: жабық не толық ашық. Каналдар арқылы мембранадан негізінен иондар өтеді. жүктеу/скачать 54,74 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|