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. rendezett nagyon nehéz, 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. 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. és 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