Биологиялық мембраналар арқылы активті тасымал

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: Биологиялық мембраналар арқылы активті тасымал

Пәні: Медициналық және биологиялық биофизика

Жоспар:

1. Кіріспе

2. Негізгі бөлім

-Уссинг тәжірбиесі

-Na+ - K+-насосы

-Ca2+ - насосы

-Н+ - насосы

3. Қорытынды

Белсенді тасымалдау деп заттың электрохимиялық потенциалы аз орнынан оның көп орнына қарай тасымалдануын айтады.

Мембранада белсенді зат тасымалдау өздігінен жүре алмайды. Ол аденозин-трифосфат (АТФ) қышқылының гидролиздену процесімен қатар жүреді, яғни бұл тасымал АТФ-те жинақталған энергияны шығындау есебінен болады.

Биологиялық мембрана арқылы белсенді тасымалдаудың маңызы аса ор. Белсенді зат тасымалдаудың әсерінен мембранада зат таралымының өзгерісі электр потенциалдарының өзгерісі, қысым өзгерісі және т. б. тіршілікті қамтамасыз ететін процестер өтеді.

Биологиялық мембрана арқылы белсенді зат тасымадауды алғаш рет 1949 жылы тәжірбие жүзінде Уссинг дәлелдеген. Уссингтің эксперименттік камерасы Рингер ерітіндісімен толтырылып, бақаның жас терісімен екіге бөлінген. Суреттің сол жағына терінің сыртқы мукоздық беті, оң жағына - ішкі сероздық беті қараған. Осы тәжірбиеде бақаның терісі арқылы солдан оңға қарай (сыртқы беттен ішкі бетке қарай) және оңнан солға қарай (ішкі беттен сыртқы бетке қарай) натрий иондарының ағыны бақылауға алынған.

І≠0

${Na}^{22}$

${Na}^{24}$

ϕ=0

Рингер ерітіндісін екіге бөліп тұрған бақаның терісінің ішкі бетінің потенциалы оң болады, ал сыртқы бетінің потенциалы теріс болады.

Сонымен қатар бақа теріснің ішкі және сыртқы беттеріндегі иондар таралымы тең болған, $\mathbf{С}_{\mathbf{сырт}}\mathbf{=}\mathbf{С}_{\mathbf{ішкі}}$ . Олай болса мембрана арқылы зат тасымалдаудың қосындысы нөлге тең.

Бірақ бақаның терісі арқылы тұрақты ток өтетін болғандықтан зарядталған бір бағытта ғана тасымалданады. Сонымен қатар электр тогы бақа терісінің сыртқы бетінен ішкі бетіне қарай өтеді.

Белгіленген атомдар әдісімен бақыланғанда натрийдің ішке қарай өтуі сыртқа қарай өтуінен көп болған. Оны дәлелдеу үшін эксперимент камерасының сол бөлігіне радиоактивті ${Na}^{22}$ , ал оң бөлігіне радиоактивті ${Na}^{24}$ изотоптарын қосқан. ${Na}^{22}$ изотопы ɣ-сәулесін шығарса, ${Na}^{24}$ изотопы β-бөлшегін шығарады. ɣ-сәулесін және β-бөлшегін тіркеу арқылы ${Na}^{22}$ ағыны ${Na}^{24}$ -тің ағынынан көп болғаны анықталады. Осы нәтижелер бақаның терісі арқылы натрий иондарының тасымалдануы енжар зат тасымалдану заңдылығына бағынбайтыны дәлелденеді. Олай болса, осы процесте белсенді зат тасымалдану болады.

Сонымен қатар биологиялық мембранада иондық насос бар екені дәлелденді. Ол АТФ гидролизінің бос энергиясы есбінен жұмыс атқарады.

Қазіргі уақытта мембрана арқылы иондарды белсенді тасымалдайтын иондық электрогендік насостың негізгі 3 түрі бар:

Na+- K+-насосы
Ca2+- насосы
Н+- насосы

Na+- K+-насосыжасушадан натрийдің 3 ионының мембарана арқылы градиентке қарсы тасымалы және калийдің 2 ионының жасуша ішіне тасымалы арқылы сипатталады.

Na ⁺ - K ⁺ -насосының негізгі кезеңдері:

АТФ-тан мембрананың ішкі бетінде ферменттік комплекстің орнауы (бұл реакция магнийдің иондарымен белсенденеді) ;
Комплекспен натрийдің 3 ионының байланысы;
Аденозинтрифосфаттың пайда болуымен ферменттің фосфорлануы;
Мембрана ішілік ферменттің айналымы;
Мембрананың сыртқы бетінде натрийдің калийге иондық ауысу реакциясы;
Калий иондарын жасуша ішіне таымалы, ферменттік комплекстің кері айналымы;
Калий иондары мен бейорганикалық фосфаттың босатылуы нәтижесінде ферменттің алғашқы күйге келуі

Сыртқы орта МЕМБРАНА Ішкі орта

3 $\mathbf{Na}^{\mathbf{+}}$

АТФ

2 ${Mg}^{2 +}$

АДФ+Фн

2 $K^{+}$

АТФ-фаза

Кальций иондарының белсенді тасымалы саркоплазмалық ретикулумның мембранасы арқылы жүзеге асады.

Ca ²⁺ - насосы АТФ гидролизінің энергиясы және 2 кальций иондарының жасушадан жасушааралық қабатқа өтуі негізінде жүреді.

Ca ²⁺ - насосының негізгі кезеңдері:

Саркоплазмалық мембрананың беткейінде Ca2+-нің Mg-АТФ фазасымен байланысуы;
Фосфатты ферменттік комплекстің пайда болуымен АТФ-тің гидролизі;
Мембрана арқылы жасушаға байланысқан Ca2+-нің өтуі;
Кальций байланысқыш центрлердің мембрананың сыртқы бетіне өтуі.

ЖАСУША МЕМБРАНА ЖАСУШААРАЛЫҚ

ҚАБАТ

Ca ²⁺

АТФ

$\mathbf{Mg}^{\mathbf{2 +}}$

АДФ+Фн

АТФ фаза

Н+- АТФ фаза немесе протондық помпа(энергия тасымалдайтын митохондрий, хлоропласт және бактерия мембранасында) . АДФ- молекуласының гидролизі кезінде босайтын энергияның әсерінен жасушаға калийдің екі ионы, жасушадан натрийдің үш ионы тасымалданады. Сонымен жасушааралық ортамен салыстырғанда жасушаның ішінде калий иондарының таралымы артып, натрий иондары азаяды екен. Осындай өзгерістің физиологиялық маңызы аса зор.

Сыртқы орта МЕМБРАНА Ішкі орта

$\mathbf{е}^{\mathbf{-}}$

Субстарт

2Н ⁺

$\mathbf{е}^{\mathbf{-}}$

$\mathbf{О}_{\mathbf{2}}$

АТФ

АДФ+Фн

2 $\mathbf{Н}^{\mathbf{+}}$

АТФ фаза

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.