Ion szivattyúk munka - összefoglalók letöltés összefoglalók, kivonatok ingyenes
Abstracts. Work ionszivattyút
Work ionszivattyút
Amikor egy izom összehúzódik, akkor fordított energiát. Ez egyértelmű. Az egyik mutatója az energiafogyasztás az oxigénfogyasztás. De kiderül, hogy az oxigén fogy, és a nyugalmi izmokra. 1932-ben M. Berezin, aki dolgozott a laboratóriumban az angol biofizikus A. Hill, látható például, hogy a rák ideg egyedül fogyaszt 50% -a oxigén mennyiségét, ami szükséges, ha erősíteni munkát. Ezekkel összefüggésben adatokat Hill írta: „Így nem csinál semmit, csak, hogy a készenléti állapotot a választ, ideg fogyaszt fele annyi energiát, hogy használja a maximális hatás.” Most már tudjuk, hogy ez az energia elsősorban fogyasztják hektár fenntartani ion koncentráció, ennek következtében, hogy fenntartsák a nyugalmi potenciál.
Emlékezzünk, hogy a PP elsősorban létre közöttük a koncentráció különbözősége kálium a sejt belsejében, ahol ez egy csomó, és a sejten kívül, ahol ez nem elég. De a membrán áteresztő, bár kis mértékben, továbbá, hogy a nátrium-ionok. Nátrium-ionokat kell hatolnia a potenciálgradiens a sejt és kifelé helyett kell menni a kálium-ionok. Ennek köszönhetően, a PP folyamat fokozatosan csökken. Azonban az élő szervezetekben, hogy folyik. Van valamilyen mechanizmus, amely mindig támogatja a PP, és így a különbség a koncentráció kálium belül és kívül a sejt. Ez a mechanizmus kell mozgatni kálium-ionok beáramlását a sejtbe, azaz ahol azok koncentrációja magasabb, mint a külső, és az ilyen mozgást a koncentrációgradienssel szemben igényelnek energiaköltségeket.
Közvetett bizonyítékok azt mutatják, hogy nyugalmi energiát fordítunk, hogy fenntartsák az ideg PP-t kapunk a 30-as, ha R. Gerard azt mutatta, hogy az érték a PP az idegrost közvetlenül függ az oxigén koncentrációja a mosóoldatban rost.
Mechanizmusának tanulmányozására ion koncentráció egyik fontos feladata a bioenergia - részben a molekuláris biológia. Bioenergia, amely tanulmányozza, hogyan élő sejt kap energiát, és mit tölt, szorosan kapcsolódó electrobiology. Melyek a molekuláris mechanizmusok tartják fenn ion koncentráció?
Már azt mondta, hogy a külső sejtmembránban beépített mindenféle fehérjemolekulák. Kiderült, hogy ezek közül néhány molekula játszanak sajátos szerepet szivattyúk „pumpáló” kálium-ionok beáramlását a sejtbe és a pumpáló kifelé nátrium ionokra. Ezek az úgynevezett - „ionszivattyút”. Ezek a fehérjék nagyon nehéz elrendezni, ez egy igazi molekuláris gép képes elképesztő dolgokat. Például, azt mutatja, hogy két aktív helyek, amelyek közül az egyik meg tudja fogni a kálium-ion, és a másik - a nátrium. Talált is „üzemanyag”, amely működik a készülék. Ez különösen a kémiai vegyület - adenozin-trifoszfát. Szintén ismert a „hatékonyság” a tüzelőanyag: Kísérletek radioaktív izotópokkal azt mutatták, hogy egy molekula ATP bomlási energia elég kiszivattyúzása céljából három nátriumionok a sejtbe, és pumpáló a két káliumionok. Hogyan működik ez a molekuláris gép, nem ismert, de lehetséges, hogy például képzelni egy ilyen rendszert. Rögzítése egy aktív központ a külső környezet kálium ion, és a másik - a belső - a nátrium-ion, fogyaszt ATP, forgatja a membránon belül 180 °. A nátrium-ion a sejten kívül, és elválasztjuk ott, és a kálium-ion is beleesik, és megjelent, amely után a fehérje molekula elfogadja az eredeti helyzetébe, és kezdődik minden elölről. Ez a fehérje, felfedezett 1957 Schou S., gyakran nevezik a nátrium-kálium pumpa.
Ha idő előtt abbahagyja az oxigénellátást a sejtbe, majd eltűnik egy idő után, és az ATP kálium szivattyúzás megszűnik, és nátrium; ezután kezdődik, hogy kiegyenlítse a koncentráció különbség, és PP csökkenni kezd. Ha egy ilyen sejt belépni az ATP, a szivattyú folytatódik és a PP helyreáll. Ez magyarázza a kísérletek Jae-rarda.
Tudjuk, hogy a folyamatokat a szervezetben szabályozza. futó szíve ver háromszor nagyobb valószínűséggel, mint egy ember ül csendesen. a szív szabályozza az idegrendszer. Lehetséges, hogy valamilyen módon szabályozni molekulák ellenőrzésére molekuláris gépeket?
Kiderült, hogy a munka-ion szivattyúk szabályozható az ion-koncentráció és azon kívül a sejteket. Ebben a műveletben a szivattyú felgyorsul feleslegben vett kálium-ionok sejten kívül vagy feleslegben lévő nátrium-ionok a sejt belsejében.
Mivel a nátrium-kálium pumpa pumpáló Több nátriumionok, mint szivattyúk belsejében káliumionok, ez nem csak megváltoztatja a koncentrációját ezen ionok, hanem membrán potenciál. Ezért, nátrium-kálium pumpa nevezett elektrogén pumpa. Minden egyes ciklusban, a szivattyú kiadja kifelé fölös nátrium-ion, és ezáltal hiperpolarizálja membrán. Miután egy vagy több sejt PD meghaladja a Na +; aktiválja a szivattyút. Intenzív szivattyúzás nátrium, a szivattyú rendkívül hiperpolarizáiják membrán: MP meghaladhatja a 20 mV PP miatt a szivattyú működését. Így, szivattyúk nem csak érinti a koncentrációját ionok, de lehetnek érzékelhető potenciális különbség forrásokból.
Veletek vagyunk röviden ismertetni a munka az egyik membrán fehérjék - nátrium-kálium pumpa. A jövőben meg kell beszélni sok más membrán fehérjék. De egy fontos megfigyelés után lehet megtenni az első példa. Eddig tekinthető ilyen folyamatok fordulnak elő pontosan ugyanolyan, a fizikai és biológiai rendszerekben. PP történik azonos, és a félig-áteresztő membrán a idegrostok, valamint egy féligáteresztő fal agyag cső. Most először állunk szemben olyan jelenség, amely nem fordul elő a fizikában, hiszen az eredmény a biológiai evolúció. Ez a gép, a mérete csak egy egyetlen molekula, pumpáló ionok a membránon keresztül. A művelet a gép állítható, mint egy tápegységet, és a helyzet a környezetben. lépten a jövőben a különböző molekuláris gépek.
Mi mást a szivattyúk?
A kulcsfontosságú szerepet végrehajtásában különböző celluláris funkció játszik a kalcium-ion. Nyugalmi a sejt belsejében nagyon kevés a szabad kalcium-ionok, mint a környezet - Összesen 10
E MOL. Hatása alatt a különböző hatások kalcium jut be a sejtbe, de akkor el kell távolítani a citoplazmában. Ha a magas koncentrációjú kalcium a sejtben nem távolítják, a sejt elpusztul egy idő után, így a sejtek nagyon gondosan figyelemmel kíséri az intracelluláris kalcium koncentráció. A sejtmembrán kalcium pumpa van egy speciális pumpáló ki a kalcium ionok a külső közeg. Ez a szivattyú elektromosan semleges: kicseréli a kalcium ion két protont.
Különleges helyzetek izomsejtekben. Az izom-összehúzódást szüksége sok kalciumot, és azt ki kell szállítani az egyes fehérje fonalak, amelyek behatolnak a sejtek a szervezetben *). Meg kell szállítani gyorsan, de aztán ugyanolyan gyorsan eltávolítani a fonalak az izmok pihenhetnek. Ha a kalcium tápláljuk, és eltávolítjuk külső membránján keresztül a sejt, így a gyors mozgását lehetetlen lenne. Izomsejtek találtam a kiutat. Bennük van egy kiterjedt üregrendszert és csövek „kialakítható egy külön belső membránon. Ezek az üregek és tárolt kalcium, ott eltávolítják az izmok ellazítására. Mindez belső membrán sűrűn borított molekulákkal - molekulák kalcium pumpa. Kalciumkoncentrációt az üregek egy nyugodt izom ezerszer nagyobb, mint más részein a sejt. A szivattyú működése költség sejt drága: átvinni két kalcium ion szivattyú fogyaszt egy molekula ATP.
Ebben a példában azt látjuk, hogy a molekuláris mashipi működhet nem csak a külső a sejtmembrán, hanem annak a belső membránokhoz.
Ion szivattyúk nem csak az állati sejtekben. Például, a gomba Neurospora detektált elektrogén ion szivattyú, amely működik az ATP energia okozhatja, és a membrán gomba potenciális különbség a 200 mV, mivel heves szivattyúzását protonok a sejtből. Halobacteria találtuk protonpumpa futó fény energiát. Érdekes módon, a fehérje, amely képezi a szivattyú nagyon hasonló szerkezetű, mint a retina rodopszin receptorok.
És most nézd meg, milyen messzire hirtelen eltűnt a idegrostok vagy izom, amely a munka és a Galvani és Du Bois-Reymond, és generációk más elektrofiziológusok. Hirtelen beszélünk, baktériumok és gombák, és éppen olyan jól megy, és növényi sejtekben.
A biológiában nagyon fontos összehasonlítani együtt a különböző tárgyakat, hogy ellen hamis következtetéseket, a transzport tulajdonságainak egy állat az egész szerves világ. És mi is kiderült egy összehasonlító tanulmány? Kiderült, hogy a sejtek a PP! Továbbá, a különböző sejteket lehet létrehozni különböző módon: a idegrost - miatt a kálium koncentráció gradiens, míg a gomba Neurospora - miatt működését a protonpumpa.
Tudjuk, hogy az ideg és az izom sejtek a membránpotenciál egykor jeleket, valamint a csökkentés. De miért kell a PP-sejtekben a baktériumok vagy gombák?
Miért nem ingerelhető sejtek nyugalmi potenciál?
Térjünk vissza egy pillanatra, hogy állati sejtekben. Miután az összes állat, kivéve az idegek és izmok vannak májsejtek, és a sejteket zheludkaA és bőrsejtek. Miért van szükség rájuk a PP?
Eddig amikor beszéltünk a mozgás anyagok a sejtmembránon keresztül, akkor lényegében úgy ítélték meg, vagy víz vagy az ionok. Azonban, az összes sejt kell kapnia tápanyagok, mint a cukor, vagy aminosavak az építési celluláris fehérjék. Önmagukban ezek az anyagok nagyon rossz áthaladnak a lipid film. Hogy jutottak be a sejt? Kiderült, hogy, mint általában, mennek be a sejtekbe, amikor ott van a potenciál a sejtmembránon és a környezetben - nátrium-ionok. Miért?
Itt állunk szemben egy új osztályát molekuláris gépek a hordozó fehérjék és a jelenség az elektromos járművek. Ezek a fehérjék kapcsolódnak magukat a külső membrán-molekula és a nátrium-ion, megszerzése pozitív töltést. Az elektromos mezőt húz a hordozóanyag és a belső membrán felületét, ahol elválasztja a cukor és a nátrium. A fehérje-hordozó ismét áthalad a folyadék felületén a lipid membrán, ahol az új befogási molekulák cukor és nátrium. A felesleges nátrium-, amely belép a sejtbe szivattyúzzák kifelé nátrium-szivattyú.
Tehát most tudjuk, hogy az erős elektromos mező jön létre a membrán nem hiába: a cella PP hatékonyan felhívni a pozitív töltésű molekulák vagy molekula komplexek. Cukormolekulára önmagában nem hordoz töltést, és a fuvarozó nem tesz hozzá a nátrium-ion, amíg a cukor kerül sor. Azt mondhatjuk, hogy a hordozó szerepét játssza az edző, a cukor - a lovas és a nátrium - szerepe a lovak, bár ő maga nem az a mozgás, és felhívja a ketrecben elektromos mező. A felszívódás a közeg vagy különböző cukrok különböző aminosavak, és a sejt egy különböző hordozófehérjéhez. Vektorok baktériumokban a bejut a sejt nem a cukor nátriumion és hidrogén-ion.
Így a membrán potenciál által használt minden sejt a villamos közlekedés különböző anyagok.
Elektromos közlekedési lehet eltávolítására használt egyes anyagok a sejtből. Itt egy példa. Már mondta, hogy felesleges mennyiségű kalcium a sejt veszélyes neki. Ha sok a kalcium és a kalcium pumpa bejutott a sejt nem tud megbirkózni vele hagyni, viszont egy speciális riasztó és jön a hordozó fehérje. Ez hozzáad egy kalciumion belül és kívül - Három nátriumion és elvégzi a kalcium és a nátrium - a sejtbe. Ellentétben a nátrium-kálium-szivattyú, amely felhasználja az energiát az ATP, a kalcium-transzporter működik, mint egy villamos motor segítségével a membrán potenciális energia. Azonban minden ciklus végén az a sejt belseje akkor kap három nátrium-ionokat, de ez nem olyan ijesztő, mint szerzés kalcium ionok.