Информация » Транспорт субстратов и продуктов » Механизмы клеточной проницаемости

Механизмы клеточной проницаемости

Следует различать пассивное проникновение веществ через мембрану без участия посредников и активное проникновение веществ через мембрану с участием посредников - собственно транспорт.

Пассивная проницаемость мембраны - это проникновение через нее веществ за счет теплового движения молекул. Конечным итогом такого процесса является уравнивание внеклеточной и внутриклеточной концентраций вещества. Начальная скорость физической диффузии зависит от внешней концентрации вещества, а изменение температуры мало влияет на скорость процесса.

Для большинства гидрофильных природных субстратов коэффициент диффузии через двойной липидный слой мембраны имеет очень низкую величину, поэтому скорость их диффузии недостаточна для обеспечения нормального протекания метаболических процессов.

За счет физической диффузии осуществляется проникновение в клетки молекул воды, некоторых газов, а также углеводородов и гидрофобных ксенобиотиков.

В некоторых случаях истинного транспорта так же, как и при физической диффузии, происходит лишь уравнивание внешней и внутренней концентраций вещества. Такие процессы носят название облегченной диффузии. Они осуществляются с участием белков, и скорость их достаточно велика. Типичным примером является проникновение веществ через наружную мембрану грамотрицательных бактерий с участием беяков-поринов.

Значительно чаще транспорт приводит к заметному концентрированию транспортируемых веществ в клетке, так что >> So. Такой транспорт представляет собой термодинамическую работу и требует затраты энергии. Его называют концентрирующим или активным транспортом.

Особенностью транспортных процессов, в отличие от диффузии, является также их стереоспецифичность, в результате которой близкие по химической структуре вещества конкурируют при транспорте за общий переносчик. Ограниченное количество молекул переносчика в мембране приводит к тому, что зависимость начальной скорости транспорта от концентрации субстрата описывается уравнением гиперболы, формально сходным с уравнением Михаэлиса-Ментен, описывающим ферментативную кинетику с аналогичными параметрами:

где V - начальная скорость транспорта; V - максимальная скорость при насыщающей концентрации субстрата; K. m - концентрация субстрата, при которой скорость транспорта равна половине максимальной. В этом случае говорят, что транспортный процесс подчиняется "кинетике насыщения".

Параметры К. П1 и называют параметрами транспортной системы: К. т характеризует сродство транспортного посредника к субстрату, a Vmex пропорциональна количеству посредника в мембране и скорости его функционирования. Для вычисления этих параметров, как и в ферментативной кинетике, используют графики линейных аппроксимат уравнения Михаэлиса-Ментен.


Похожие материалы:

Транскрипция и трансляция
«Мост» между геном (кодонами) и белком обеспечивается РНК. Точнее, информация, закодированная в последовательности азотистых оснований ДНК, вначале переносится от ДНК к матричной РНК (мРНК). Этот этап переноса информации носит название тр ...

Особенности проявления биологических закономерностей у людей. Биосоциальная природа человека
На планете среди других существ людям принадлежит уникальное место, что обусловлено приобретением ими в процессе антропогенеза особого качества – социальной сущности. Это означает, что уже не биологические механизмы, а в первую очередь об ...

Возникновение адаптаций в результате естественного отбора
Адаптациями называются свойства и признаки организмов, которые обеспечивают приспособление к той среде, в которой эти организмы живут. Адаптацией также называют процесс возникновения приспособлений. Выше мы рассмотрели, как некоторые адап ...