Transportul prin membranele biologice Ferenc Ksa Roluri 1

Transportul prin membranele biologice Ferenc Kósa

Roluri 1. Prin transportul membranar celulele preiau toate substanţele importante d. p. v energetic şi structural, iar substanţele toxice rezultate în urma proceselor catabolice sunt eliminate din celule tot prin transport, împreună cu anumiţi produşi (ex. hormoni, etc. ). 2. Reglarea volumului celular, a p. H-ului citosolic şi menţinerea homeostaziei ionice. 3. Schimburi de informaţii între celule, respectiv între celule şi mediul extern

Clasificare 1. După dimensiunile substanţei transportate - moleculele mici şi ionii trec prin membrane -macromoleculele „trec cu membrane” deoarece sunt transportate prin vezicule.

- exocitoză - endocitoză - transcitoză

2. Din punctul de vedere al consumului energetic transportul membranar se clasifică în: - transportul pasiv - transportul activ.

Transportul pasiv se face fără consum de energie, substanţele se deplasează în sensul gradientului de concentraţie pentru molecule fără sarcină electrică. În cursul procesului se eliberează energie liberă. c 2 > c 1

Dacă transportul se face împotriva gradientului chimic sau electrochimic cu consum de energie atunci se vorbeşte de transport activ.

Transportul ionilor şi a moleculelor mici prin membrane Plasmalemă Proteină de transport - prin bistratul lipidic (pasiv) - prin proteine de transport (pasiv sau activ)

În cazul ionilor transportul are loc în sensul gradientului electrochimic, care este compus din gradientul de concentraţie şi gradientul electric.

Transportul prin bistratul lipidic se realizează printr-un proces pasiv, prin difuziunea simplă.

Procesele de transport prin proteine de transport Prin proteinele de transport se transportă ionii şi moleculele mai mari polare. Tipuri de proteine de transport Permeaze Pompe ionice Canale ionice

- dacă o singură substanţă este trecută dintr-o parte în alta a membranei se vorbeşte despre sistem uniport. - sistemele de cotransport realizează transferul unei substanţe cuplat cu transferul altei substanţe în aceeşi direcţie (simport) sau în direcţie opusă (antiport). Sisteme de cotransport

Uniport Simport şi antiport

Transportul prin canale proteice Canalele ionice sunt proteine integrale, care formează pori hidrofili prin care se realizează transportul pasiv – difuziunea facilitată - de Na, K, Ca, Cl, pe baza gradientului electrochimic.

Tipuri de canale ionice Majoritatea canalelor ionice nu sunt deschise în mod continuu. În funcţie de mecanismul prin care se deschid deosebim: - canale reglate de voltaj, - canale reglate de ligand - canale activate mecanic

Canale reglate de voltaj

Canale reglate de ligand

- ligand extracelular - ligand intracelular

Canale ionice activate mecanic - de. ex. canalul de potasiu din urechea internă - canale de calciu care intervin în reglarea volumului celular Flash!

Transportul pasiv prin permeaze

Transportul activ prin proteinele de transport Transportul activ primar Transportul activ poate fi: -transport activ primar -transport activ secundar. Pentru a putea transporta diferite substanţe împotriva gradientului chimic sau electrochimic în cazul transportului activ primar proteina de transport foloseşte în mod direct energia rezultată din hidroliza ATP-ului. Se realizează cu ajutorul pompelor ionice şi a proteinelor de transport

Ciclul de funcţionare a pompei de Na-K

Rolurile pompei de Na şi K • rol în reglarea volumului celular • contribuie direct la generarea potenţialului electric de membrană • asigură gradientul electrochimic pentru procesele de transport activ secundar Peste o treime din necesarul de energie al celulei este consumat de această pompă, iar în celulele nervoase se ajunge ca până la 70% din consumul energetic să revină pompei de Na şi K!

Transport activ secundar Energia este asigurată de grandieţii electrochimici ai unor ioni (Na în cazul celulelor animale şi H în cazul celulelor vegetale). Aceşti gradienţi sunt generaţi prin procese de transport activ primar. Transportul activ secundar utilizează deci numai indirect, prin gradientul electrochimic, energia rezultată din hidroliza moleculei de ATP. Pompa de Na şi K Permeaze Citosol

Transportul activ secundar al glucozei

În celulele vegetale energia necesară pentru procesele de transport activ secundar este asigurată în primul rând de gradientul electrochimic al ionilor de hidrogeni. Zaharoză Pompă de hidrogen Citosol