BŁONY

T

RANSPORT

Tomek Chamera

przez

Błony

biologiczne

Granice komórek tworzą błony

biologiczne, bariery

oddzielające wnętrze od

środowiska zewnętrznego

komórki. Błony zawierają

systemy transportu

pozwalająca na pobieranie

specyficznych cząsteczek oraz

usuwanie z komórki

niechcianych związków.

Takie systemy

transportu nadają

błonom ważną

właściwość –

selektywną

przepuszczalność

Rodzaje

transportu

Pomiędzy komórkami a środowiskiem

zewnętrznym zachodzi wymiana

różnych substancji na zasadzie

trzech transportów:

AKTYWNEGO

UŁATWIONEGO

BIERNEGO

Transport przez błony wymaga

występowania nośników

(nie zawsze)…

Nośniki są białkami błonowymi

niezbędnymi do przenoszenia

poprzez błony jonów oraz

prawie wszystkich małych

cząsteczek organicznych z

wyjątkiem cząsteczek

rozpuszczalnych w

rozpuszczalnikach

organicznych oraz małych

cząsteczek nienaładowanych.

Każdy nośnik jest wysoce

selektywny i często

transportuje tylko jeden typ

cząsteczek. Wyróżnia się dwa

rodzaje nośników:  ruchome

(przenośniki) i nieruchome

czyli kanały. 

Ale czym są te nośniki?

Transport bez udziału

nośników

Do transportu bez
udziału nośników
zaliczamy transport
bierny który odbywa
się bezpośrednio przez
błonę. Zaliczamy do
niego:

Dyfuzja prosta

wypadkowe przemieszczanie się

cząsteczek z obszarów o

wyższym stężeniu do obszarów

o niższym stężeniu, tak że

ostatecznie rozkład cząstek

staje się równomierny (dyfuzja

jest zatem ruchem cząsteczek

zgodnym ze spadkiem

gradientu (stężenia)).

Szybkość dyfuzji zależy od

wielkości i kształtu cząsteczek,

ich ładunku elektryczne go i

temperatury otoczenia.

Dyfuzja złożona - przenikanie substancji zachodzi nie tylko

pod wpływem gradientu stężenia, ale i innych bodźców, jak

np. gradientu potencjału elektrochemicznego czy gradientu

ciśnienia

Osmoza

przemieszczanie się

(dyfundowanie) wody z obszarów

o wyższym jej stężeniu do

obszarów o stężeniu niższym

.

Transport z udziałem

nośników

Transport przez błony z

uczestnictwem  w

przenoszeniu różnych,

zlokalizowanych w błonie

białek.

W ten rodzaj transportu mogą

być zaangażowane

mechanizmy:

dyfuzji ułatwionej

(wspomaganej)

specjalistyczne kanały

aktywny transport.

Kanały

W zasadzie najprostszą drogą

umożliwiającą małym, rozpuszczalnym w

wodzie cząsteczkom przejście z jednej

strony błony na drugą jest stworzenie

hydrofilowego kanału.

Funkcję tę pełnią w błonach komórkowych

białka kanałowe, tworzące wodne pory

transbłonowe, umożliwiające bierny ruch

małych, rozpuszczalnych w wodzie

cząsteczek, zarówno między cytozolem i

otoczeniem komórki, jak i między

cytozolem i wnętrzem organelli.

•

.

Kanał jonowy

Kanały jonowe różnią

się od prostych

porów wodnych tym

że wykazują

selektywność

jonową. Na przykład

wąskie kanały nie

przepuszczą dużych

jonów, a kanały

wyścielone

ładunkami

ujemnymi

uniemożliwią

wejście jonów

ujemnych ze

względu na

elektrostatyczne

odpychanie

ładunków

Prawie wszystkie

białka kanałowe są

kanałami jonowymi,

prowadzącymi

wyłącznie transport

jonów

nieorganicznych,

głównie Na+, K+,

Cl~, Ca2+.

Występują także kanały

bramkowane napięciem gdzie

prawdopodobieństwo otwarcia

jest kontrolowane przez

potencjał błonowy. W przypadku

kanału bramkowanego

ligandem, np. receptora

acetylocholiny  stan otwarcia

jest kontrolowany związaniem

określonej cząsteczki (liganda) z

białkiem kanału..

Kanał bramkowany

Dyfuzja

ułatwiona

W dyfuzji ułatwionej ruch cząsteczek odbywa się tylko w

kierunku zgodnym ze spadkiem gradientu stężenia (od

wyższego do niższego) - błona jest przepuszczalna dla

przemieszczanej substancji, lecz obecność w błonie

specyficznego nośnika, wiążącego czasowo

transportowaną cząstkę przyspiesza jej przemieszczanie

się przez błonę. Białko przenośnikowe nie ulega w tym

procesie żadnym zmianom; po odłączeniu jednej

cząsteczki może natychmiast wiązać się z drugą.

Przykładem

takiego

nośnika jest

białko

transportujące

glukozę przez

błonę

komórkową

erytrocytów.

Transport aktywny

czyli transport cząsteczek wbrew

gradientowi stężeń, odbywający się

kosztem energii metabolicznej. Energia do

tego transportu pochodzi najczęściej z ATP

ale może to być również energia słoneczna.

Pompa sodowo-

potasowa

Przykładem takiego transportu jest pompa sodowo-potasowa

uczestnicząca w transporcie kationów sodu i potasu. Ma

ona podstawowe znaczenie dla każdego rodzaju komórek

żywych utrzymując potencjał błonowy i objętość komórki

Można wyróżnić trzy różne mechanizmy

transportu aktywnego pod względem
energii potrzebnej do transportu:

translokacja grupowa – gdy energia do transportu

danej cząsteczki równa jest energii potrzebnej do

wytworzenia nowych wiązań kowalencyjnych w

transportowanej cząsteczce .

transport aktywny pierwotny – gdy energia do

transportu danej cząsteczki równa jest energii

potrzebnej do wytworzenia nowych wiązań

kowalencyjnych w nośniku

transport aktywny wtórny – gdzie aktywnie
transportowana pierwsza substancja (np. Na+)
tworzy gradient potencjału elektrochemicznego,
który warunkuje transport innej substancji, np.
cukru, aminokwasu, zgodnie z tym gradientem

Transport

aktywny

wtórny

można

podzielić

na:

Symport – podczas

transportu

przenoszone są przez

jedno białko dwie

cząsteczki

jednocześnie (w tym

samym kierunku).

Przykładem jest

przenośnik Na+ i

glukozy

Antyport – przemieszczanie jednego

metabolitu do wnętrza zachodzi

równocześnie z usuwaniem

drugiego metabolitu. Przykładem

jest wymiennik sodowo

aminokwasowy

Inne transporty związane

z błoną komórkową…

Egzocytoza

W procesie egzocytozy komórka

pozbywa się produktów

odpadowych lub też

wytworzonych przez siebie

specyficznych wydzielin w

wyniku zlania się pęcherzyka z

wydzieliną (lub wydaliną) z

błoną komórkową. Jest to

podstawowy mechanizm

powiększania się błon.

Endocytoza

W procesie endocytozy komórka

pochłania materiał pochodzący z
zewnątrz. Endocytoza dzieli się m.in. na
fagocytozę i pinocytozę.

Fagocytoza

W wyniku fagocytozy komórka pochłania cząstki

pożywienia lub bakterie. Proces ten polega na

otoczeniu pochłanianych cząsteczek przez

mikrofałdy błony komórkowej i utworzeniu wokół

nich wakuoli. Gdy cząstki są już całkowicie

otoczone, dochodzi do fuzji  z lizosomami, w

których następuje rozkład pochłoniętego materiału.

Pinocytoza

W wyniku pinocytozy komórka pobiera z zewnątrz materiał w postaci

rozpuszczonej. Małe kropelki płynu zostają uwięzione w mikrofałdach błony

komórkowej, z której odrywają się po stronie cytoplazmy drobne pęcherzyki.

Płynna zawartość pęcherzyków przenika powoli do cytoplazmy, podczas gdy

pęcherzyki powoli zmniejszają się stopniowo, aż w końcu znikają

KONIEC

Bibliografia:

- Biochemia, J.Berg, L.Stryer,

J.L.Tymoczko

- Podstawy biologii komórki, p.red.

B.Alberts

- Biologia, C.A.Villee