Для концентрирования веществ внутри клеток необходимо превращение равновесного процесса "облегченной" диффузии в одновекторный процесс "активного" транспорта. Для этого необходима затрата энергии, т.е. создание своего рода "энергетического привода" для транспорта.

Сопряжение транслокации субстрата с энергией метаболизма осуществляется двумя основными путями.

Энергия может затрачиваться на такую химическую модификацию субстрата, которая делает его неспособным взаимодействовать с переносчиком на внутренней поверхности мембраны, а также проникать через мембрану чисто диффузионным путем, что предотвращает его "утечку" из клетки.

Энергия может затрачиваться на такую модификацию переносчика, которая делает его неспособным взаимодействовать с субстратом на внутренней поверхности мембраны, что также предотвращает "утечку" субстрата из клетки.

Системы первого типа фактически осуществляют первый этапов метаболизма этих субстратов и поэтому называются системами векторного метаболизма или реакциями переноса радикалов. К ним, например, относится фосфотрансфе-разная система транспорта Сахаров и сахароспиртов, называемая также системой векторного фосфорилирования, и некоторые другие системы. Фосфотрансферазная система опосредует следующую цепь реакций.

Системы второго типа, в свою очередь, подразделяются на системы "первичного" активного транспорта, генерирующие ТЭП и системы "вторичного" активного транспорта, использующие ТЭП для транспорта органических и неорганических субстратов. В некоторых случаях, например в системах со "связывающими" белками, энергия АТР непосредственно используется в транспорте субстратов. Системы "вторичного" активного транспорта распространены более широко и могут функционировать в соответствии с тремя основными механизмами.

Катионы транслоцируются в клетку по градиенту электрического потенциала путем своеобразного электрофореза.

Незаряженные соединения транслоцируются в клетку совместно с катионами Н+ или Na+.

Анионы также могут транслоцироваться в клетку путем сим-порта, присоединяя такое количество катионов, которого достаточно для перевода комплекса субстрата с переносчиком в положительно заряженную форму. Кроме того, анионы внешней среды могут обмениваться на внутриклеточные анионы. По механизму антипорта могут транслоцироваться и катионы, например у прокариот широко распространена система антипорта Н+ и Na+, а у эукариот - система антипорта К+ и Na+.

Похожие материалы:

Фикобилины. Их структура, функции и физиологическая роль
Синезеленые водоросли (цианобактерии), красные морские водоросли и некоторые морские криптомонады помимо хлорофилла а и каротиноидов содержат пигменты фикобилины. Наиболее известные представители фикобилинов — фикоэритробилины и фикоциано ...

Охрана природы
Охрана природы – система мероприятий для сохранения видов и среды их обитания, экосистем, недр. Охрана природы реализуется в двух основных формах - рациональное природопользование для большей части суши и водоемов, и как охрана природы в ...

Органная специфичность метилирования и экспрессии промотора гена пататина
Промотор гена пататина класса I – это тканеспецифичный промотор, обеспечивающий экспрессию гена главным образом в клубнях. Ранее было показано, что невысокий уровень экспрессии обнаруживается и в других органах картофеля. Проведенный нами ...