Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.11: Первичный активный транспорт
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Первичный активный транспорт
 
Этот закадровый голос сгенерирован компьютером
ТРАНСКРИПТ
* Текстовый перевод сгенерирован компьютером

5.11: Первичный активный транспорт

В отличие от пассивного транспорта, активный транспорт включает в себя вещество, перемещаемое через мембраны в направлении против его концентрации или электрохимического градиента. Существует два вида активного транспорта: основной активный транспорт и вторичный активный транспорт. Первичный активный транспорт использует химическую энергию из АТФ для привода белковых насосов, встроенных в клеточную мембрану. С энергией от АТФ, насосы транспортируют ионы против их электрохимических градиентов - направление, в котором они обычно не путешествуют путем диффузии.

Взаимосвязь между концентрацией, электрической и электрохимической градиентами

Чтобы понять динамику активного транспорта, важно сначала понять электрические и концентрационные градиенты. Градиент концентрации – это разница в концентрации вещества через мембрану или пространство, которое управляет перемещением из районов с высокой концентрацией в районы с низкой концентрацией. Аналогичным образом, электрический градиент является силой, обусловленной разницей между электрохимическими потенциалами с каждой стороны мембраны, что приводит к движению ионов через мембрану до тех пор, пока заряды не будут похожи по обе стороны мембраны. Электрохимический градиент создается при сочетании сил градиента химической концентрации и градиента электрического заряда.

Насос натрия и калия

Одним из важных транспортеров, ответственных за поддержание электрохимического градиента в клетках является натрий-калийный насос. Первичная активная транспортная активность насоса возникает, когда он ориентирован таким образом, что он охватывает мембрану с закрытой внеклеточной стороной, а ее внутриклеточная область открыта и связана с молекулой АТФ. В этой конформации транспортер имеет высокое сродство к ионам натрия, обычно присутствующим в клетке в низких концентрациях, и три из этих ионов входят и прикрепляются к насосу. Такая привязка позволяет АТФ передавать транспортеру одну из своих фосфатных групп, обеспечивая энергию, необходимую для закрытия внутриклеточной стороны насоса и открытия внеклеточной области.

Изменение конформации уменьшает сродство насоса к ионам натрия, которые высвобождаются во внеклеточное пространство, но увеличивает его сродство к калию, позволяя ему связывать два иона калия, присутствующих в низкой концентрации во внеклеточной среде. Внеклеточная сторона насоса затем закрывается, и фосфатная группа, полученная из АТФ, отсоединяется. Это позволяет новой молекуле АТФ ассоциироваться с внутриклеточной стороной насоса, которая открывается и позволяет ионам калия выйти в клетку, возвращая транспортер к исходной форме, начинающа цикл снова.

Из-за основной активной транспортной активности насоса, в конечном итоге дисбаланс в распределении ионов через мембрану. Есть больше ионов калия внутри клетки и больше ионов натрия за пределами клетки. Таким образом, внутренняя часть клеток заканчивается тем, что более негативным, чем снаружи. Электрохимический градиент генерируется в результате ионового дисбаланса. Сила электрохимического градиента затем стимулирует реакции вторичного активного транспорта. Вторичный активный транспорт, также известный как ко транспорт, происходит, когда вещество транспортируется через мембрану в результате электрохимического градиента, установленного первичным активным транспортом без необходимости дополнительного АТФ.


Литература для дополнительного чтения

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter