Эс бол манай гараг дээрх бүх амьдралын бүтцийн нэгж бөгөөд нээлттэй систем юм. Энэ нь түүний амьдрал нь хүрээлэн буй орчинтой бодис, энергийн байнгын солилцоог шаарддаг гэсэн үг юм. Энэ солилцоо нь мембранаар дамждаг - эсийн үндсэн хил нь түүний бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах зорилготой юм. Энэ нь мембранаар дамжин эсийн бодисын солилцоо явагддаг бөгөөд энэ нь бодисын концентрацийн градиентийн дагуу эсвэл түүний эсрэг явагддаг. Цитоплазмын мембранаар идэвхтэй тээвэрлэх нь нарийн төвөгтэй бөгөөд эрчим хүч их шаарддаг процесс юм.
Мембран - хаалт ба гарц
Цитоплазмын мембран нь олон эсийн органелл, пластид, нэгдлүүдийн нэг хэсэг юм. Орчин үеийн шинжлэх ухаан нь мембраны бүтцийн шингэн мозайк загвар дээр суурилдаг. Үүний ачаар мембранаар бодисыг идэвхтэй тээвэрлэх боломжтойтусгай барилга. Мембраны үндэс нь липидийн давхар давхаргаас бүрддэг - голчлон фосфолипидууд нь гидрофиль-гидрофобик шинж чанарын дагуу байрладаг. Липидийн давхаргын гол шинж чанарууд нь шингэн (сайтыг оруулах, алдах чадвар), өөрөө угсрах, тэгш бус байдал юм. Мембраны хоёр дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь уураг юм. Тэдний үүрэг олон янз байдаг: идэвхтэй тээвэрлэх, хүлээн авах, исгэх, таних.
Уургууд нь мембраны гадаргуу болон дотор талд хоёуланд нь байрладаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь хэд хэдэн удаа нэвтэрдэг. Мембран дахь уургийн шинж чанар нь мембраны нэг талаас нөгөө тал руу шилжих чадвар юм ("флип-флоп" үсрэлт). Мөн сүүлчийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь мембраны гадаргуу дээрх нүүрс усны сахарид ба полисахаридын гинж юм. Тэдний чиг үүрэг өнөөдөр ч маргаантай хэвээр байна.
Мембранаар бодисыг идэвхтэй тээвэрлэх хэлбэрүүд
Идэвхтэй нь эсийн мембранаар дамжуулж буй бодисыг удирдан чиглүүлдэг, эрчим хүчний зардлаар явагддаг, концентрацийн градиентийн эсрэг явдаг (бодисууд бага концентрацитай газраас 22-ийн талбай руу шилждэг) өндөр концентраци). Эрчим хүчний ямар эх үүсвэрийг ашиглаж байгаагаас хамааран дараахь тээврийн төрлүүд ялгагдана:
- Анхдагч идэвхтэй (энергийн эх үүсвэр - аденозин трифосфорын хүчлийн ATP-ийн гидролиз нь аденозин дифосфорын хүчил ADP).
- Хоёрдогч идэвхтэй (бодисын анхдагч идэвхтэй тээвэрлэлтийн механизмын үр дүнд бий болсон хоёрдогч энергиээр хангагдсан).
Уураг-туслахууд
Эхний болон хоёр дахь тохиолдолд тээвэрлэгч уураггүйгээр тээвэрлэх боломжгүй. Эдгээр зөөвөрлөх уургууд нь маш өвөрмөц бөгөөд тодорхой молекулуудыг, заримдаа бүр зарим төрлийн молекулуудыг зөөвөрлөхөд зориулагдсан байдаг. Энэ нь мутацид орсон бактерийн генүүд дээр туршилтаар нотлогдсон бөгөөд энэ нь тодорхой нүүрс усыг мембранаар идэвхтэй тээвэрлэх боломжгүй болоход хүргэсэн. Трансмембран зөөвөрлөгч уургууд нь өөрөө тээвэрлэгч (тэдгээр нь молекулуудтай харилцан үйлчилж, тэдгээрийг мембранаар шууд дамжуулдаг) эсвэл суваг үүсгэгч (тодорхой бодисуудад нээлттэй мембранд нүх үүсгэдэг) байж болно.
Натри ба калийн насос
Мембранаар бодисыг анхдагч идэвхтэй тээвэрлэх хамгийн их судлагдсан жишээ бол Na+ -, K+ - насос юм. Энэ механизм нь мембраны хоёр тал дахь Na+ ба K+ ионуудын концентрацийн зөрүүг баталгаажуулдаг бөгөөд энэ нь эс болон бусад бодисын солилцооны үйл явц дахь осмосын даралтыг хадгалахад шаардлагатай байдаг. Трансмембран зөөгч уураг болох натри-калийн ATPase нь гурван хэсгээс бүрдэнэ:
- Уургийн мембраны гадна талд калийн ионуудын хоёр рецептор байдаг.
- Мембрангийн дотор талд гурван натрийн ионы рецептор байдаг.
- Уургийн дотоод хэсэг нь ATP идэвхжилтэй.
Хоёр калийн ион, гурван натрийн ион нь мембраны хоёр тал дахь уургийн рецептортой холбогдох үед ATP идэвхжил идэвхждэг. ATP молекул нь калийн ионыг зөөвөрлөхөд зарцуулагддаг энерги ялгаруулж ADP болж гидролиз болдог.дотор, натрийн ионууд нь цитоплазмын мембраны гадна байдаг. Ийм шахуургын үр ашиг нь 90% -иас дээш байдаг гэж үздэг бөгөөд энэ нь өөрөө үнэхээр гайхалтай юм.
Лавлахын тулд: Дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн үр ашиг ойролцоогоор 40%, цахилгаан - 80% хүртэл. Сонирхолтой нь насос нь эсрэг чиглэлд ажиллаж, ATP синтезийн фосфатын донор болж чаддаг. Зарим эсийн хувьд (жишээлбэл, мэдрэлийн эсүүд) бүх энергийн 70 хүртэлх хувийг эсээс натри зайлуулж, калийн ионуудыг шахахад зарцуулдаг. Кальци, хлор, устөрөгч болон бусад зарим катионууд (эерэг цэнэгтэй ионууд) шахуургууд нь идэвхтэй тээвэрлэлтийн ижил зарчмаар ажилладаг. Анионуудад (сөрөг цэнэгтэй ионууд) ийм шахуурга олдсонгүй.
Нүүрс ус ба амин хүчлийг хамт тээвэрлэх
Хоёрдогч идэвхтэй тээвэрлэлтийн жишээ нь глюкоз, амин хүчил, иод, төмөр, шээсний хүчлийг эсэд шилжүүлэх явдал юм. Кали-натрийн шахуургын үйл ажиллагааны үр дүнд натрийн концентрацийн градиент үүсдэг: концентраци нь гадна талд өндөр, дотор нь бага байдаг (заримдаа 10-20 удаа). Натри нь эсэд тархах хандлагатай байдаг бөгөөд энэ тархалтын энерги нь бодисыг гадагшлуулахад ашиглагддаг. Энэ механизмыг cotransport буюу хосолсон идэвхтэй тээвэрлэлт гэж нэрлэдэг. Энэ тохиолдолд тээвэрлэгч уураг нь гадна талдаа хоёр рецептор төвтэй байдаг: нэг нь натри, нөгөө нь тээвэрлэж буй элемент юм. Зөвхөн хоёр рецептор идэвхжсэний дараа уураг нь конформацийн өөрчлөлт, тархалтын энергид ордог.натри нь зөөвөрлөж буй бодисыг концентрацийн градиентийн эсрэг эсэд оруулдаг.
Нүдний идэвхтэй тээвэрлэлтийн утга
Хэрэв мембранаар дамжуулан бодисын ердийн тархалт дур мэдэн удаан үргэлжилбэл эсийн гадна болон доторх концентраци тэнцүү болно. Мөн энэ бол эсийн үхэл юм. Эцсийн эцэст бүх биохимийн процессууд цахилгаан потенциалын зөрүүтэй орчинд явагдах ёстой. Идэвхтэй, концентрацийн градиентийн эсрэг бодисыг зөөвөрлөхгүй бол мэдрэлийн эсүүд мэдрэлийн импульс дамжуулах боломжгүй болно. Мөн булчингийн эсүүд агших чадвараа алддаг. Эс нь осмосын даралтыг барьж чадахгүй бөгөөд сүйрнэ. Мөн бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн гарч ирэхгүй. Гормонууд хэзээ ч цусны урсгал руу орохгүй. Эцсийн эцэст, амеба хүртэл энерги зарцуулж, ижил ионы шахуургыг ашиглан мембран дээрээ боломжит зөрүү үүсгэдэг.
