- plazmatická membrána nepropouští ionty, molekuly polárního charakteru a velké
molekuly
= vytváří tak permeační bariéru, tj. nedovoluje unikání molekul z buňky a vnikání
- je však relativně propustná - udržování stacionárního stavu buňky, v průběhu evoluce
se vytvořilo několik mechanismů jak umožnit prostup látek do buňky a přitom
zachovat její stálé vnitřní prostředí. = membránový přenos
- pasivní transport: volná difúze - přechod molekul závisí pouze na fyzikálních
vlastnostech biomembrány a procházejících molekul
- aktivní transport: závislé na funkci membránových proteinů (iontové kanály a
přenašečový transport)
dodání energie z ATP atd.
- endo – exocytoza: mechanismy manipulující celými částmi biomembrány, odštěpení měchýřkůči splývání.
- po smrti buňky se stává buňka zcela propustnou - buňka je permeabilizována → volný
průnik barviv je jedním z testů na rozlišování živých a mrtvých buněk
- mikroinjekce (vpravením látky do živé buňky) - mikrochirurgické zákroky (odebrání jádra, vložení jiného jádra, přenos mitotitckého aparátu a podobně....)
Volná difúze
- difúzí prochází biomembránami látky s malými molekulami (plyny, hydrofobní mol,
jako uhlovodíky, mastné kyseliny, kyslík, dusík, malé molekuly hydrofilní bez náboje)
- rychlost difúze je závislá na koncentračním spádu látky na obou stranách membrány,
na teplotě, na velikosti molekuly atd.
- buňka nemůže difúzi regulovat, a ta probíhá do termodynamické rovnováhy
- molekuly hydrofobního charakteru procházejí mezi molekulami membránových lipidů
- difúzi i větších molekul umožňují omezené termální pohyby molekul lipidů, čímž se
mezimolekulární prostory mezi nimi přechodně zvětšují
Transport pomocí proteinu
- některé proteiny vytvářejí napříč membránou jakési póry či kanály (průduchy), kterými
mohou molekuly proudit tím či druhým směrem - membránové kanály
- přenašečové proteiny - specificky navážou přenášené molekuly (ligandy), pomocí
konformačních změn je přesunou na druhou stranu membrány a
tam je uvolní
- tyto mechanismy realizují transport většiny životně důležitých látek.
a) Membránové kanály(kanálové proteiny)
- jsou tvořeny oligomérními proteiny - peptidový řetězec podjednotek prochází napříč
membránou několikrát - vlastní kanál (pór) je tvořen prostorem mezi podjednotkami
- prokaryotní i eukaryotní buňky
- kanálem mohou procházet pouze určité látky díky specifické konformaci - např.: určité ionty (Na+, K+, Ca2+, Cl-) - iontové kanály
(sodíkový kanál – 0,5nm – negativně nabitý,, draslíkový kanál – 0,3nm – negativně nabitý)
- tok je velmi rychlý (100 000 - 1s), probíhá podle koncentračního spádu (bez E) →
usnadněná difúze – (perforovaným porem)
- množství částic, které do buňky pronikne je ovlivněno koncentrací částic na obou stranách membrány a množstvím kanálů
- regulace: kanál se dá uzavřít → vrátka - vrátka mohou být uzavírána či otevírána
specifickými signály (změnou konformace proteinů)
specifické signály mohou být:
1) změny membránového potenciálu – nervové buňky (napěťová záklopka)
2) nějaká liganda – ionty, nukleotidy, neurotransmitery (ligandová záklopka)
3) mechanický stres – u kochleárních buněk vnitřního ucha
- mezerové spoje - mají charakter kanálů a umožňují přímé propojení buněk
v živočišných tkáních, jsou tvořeny konexiny
- mezerovými spoji mohou procházet i signální molekuly (druzí poslové cAMP, Ca++), což
umožňuje koordinovanou funkci tkáňových buněk (např. buněk v hladkém svalu)
b) Přenašečové proteiny
1) rozpoznání přenášené molekuly (ligandy, substrátu)
2) vazba na přenašeč
3) translokace molekul z jedné strany membrány na druhou
4) uvolnění molekuly z přenašeče
5) obnovování původní konformace přenašeče
není třeba energie = pasivní přenašečový transport
- uniport - přenos jedné ligandy
- symport - přenos více ligand (glukosy a Na+)
- antiport - transport jedné ligandy ven z buňky a druhé dovnitř (Na+, K+)
- rychlost transportu závisí nejen na konformační změně přenašečových proteinů a na koncentraci transportované látky.
- pasivní přenašečový transport (usnadněná difúze) - příjem cukrů, aminokyselin, iontů
- translokace substrátu z jedné strany membrány na druhou je způsobena konformačními
změnami přenašeče
- specifita - tentýž přenašeč může vázat více různých substrátů o podobné
chemické struktuře
- translokace substrátu z jedné starny membr. na druhou je způsobena konformačními změnami
molekuly přenašeče
- inducibilní proteiny - přenašeče, jejichž syntéza je indukována pouze tehdy, je-li okolo
buňky přítomen určitý substrát
Transport vody a osmotické jevy
- transport vody je zdaleka nejrozšířenějším transportem
- oba směry transportu - jak ven tak dovnitř je v rovnováze
- osmotický tlak: velikost tlaku, který zastaví osmozu, je dán počtem částic
- osmol - koncentrace látky je vyjádřena počtem částic
- osmolalita = osmol/kg
- osmolarita = osmol/l
- normální osmotická hodnota (isotonická) je 280 – 300 mosmol/kg.
osmoza: pronikání rozpouštědla z méně koncentrovaného roztoku do roztoku koncentrovanějšího skrz polopropustnou membránu, která nepropouští rozpuštěné látky. Výsledným stavem je dosažení stejné koncentrace (osmolality) na obou stranách membrány. Osmoza je běžným procesem v lidském organismu, uplatňuje se zejména při hospodaření s vodou a při její distribuci v tělě.
Chování buněk v určitých prostředích:
- přístroje na měření osmolarity jsou osmometry , jsou složité, přesto je nutné v biologických laboratořích osmolaritu měřit, neboť osmotická hodnota komplexních biologických tekutin se dá velmi těžko zpočítat.
Žádné komentáře:
Okomentovat