რომელი ორგანელები ეხმარება მოლეკულებს დიფუზირებაში მემბრანის სატრანსპორტო ცილების მეშვეობით?

ეუკარიოტული უჯრედები ფლობენ გარე გარსს, რომელიც იცავს უჯრედის შინაარსს. ამასთან, გარეთა მემბრანა არის ნახევრად გამტარი და გარკვეულ მასალებს აძლევს მასში შესვლის საშუალებას.

შიგნით ეუკარიოტული უჯრედები, მცირე ქვე-სტრუქტურები ე.წ. ორგანელები ფლობენ საკუთარ მემბრანებს. Organelles ემსახურება უჯრედებში რამდენიმე განსხვავებულ ფუნქციას, მათ შორის უჯრედული მემბრანის ან ორგანოს მემბრანის გავლით მოლეკულების გადაადგილებას.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

მოლეკულებს შეუძლიათ დიფუზიონ გარსებში ტრანსპორტირების ცილების საშუალებით, ან მათ შეიძლება ხელი შეუწყონ სხვა ცილების აქტიურ ტრანსპორტირებაში. ორგანელები, როგორიცაა ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის აპარატი, მიტოქონდრია და პეროქსიზომები, ყველა თამაშობს როლს მემბრანის ტრანსპორტირებაში.

ეუკარიოტული უჯრედის მემბრანს ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც ა პლაზმური მემბრანა. პლაზმური მემბრანა შედგება ა ფოსფოლიპიდური ფენა, და ზოგიერთი მოლეკულისთვის არის გამტარი, მაგრამ არა ყველა.

კომპონენტები ფოსფოლიპიდი ორსაფენიანი მოიცავს გლიცერინისა და ცხიმოვანი მჟავების კომბინაციას ფოსფატის ჯგუფთან. ეს იძლევა გლიცეროფოსფოლიპიდებს, რომლებიც ზოგადად უჯრედული მემბრანის უმეტესობა ქმნის ორ ფენას.

ფოსფოლიპიდური შრის ფენა ფლობს წყლის მოსიყვარულე (ჰიდროფილურ) თვისებებს გარედან, ხოლო წყლის მოსაგერიებელი (ჰიდროფობიური) თვისებები მის შინაგანზე. ჰიდროფილური ნაწილები უჯრედის გარედან და მის შიგნიდან იჩენს თავს და ინტერაქტიულია და იზიდავს წყალს ამ გარემოში.

მთელი უჯრედის მემბრანა, ფორები და ცილები ხელს უწყობენ უჯრედში შესვლის ან გამოყოფის განსაზღვრას. უჯრედის მემბრანაში აღმოჩენილი სხვადასხვა სახის ცილებიდან ზოგი ვრცელდება მხოლოდ ფოსფოლიპიდური ფენის ნაწილში. მათ გარეგნულ პროტეინებს უწოდებენ. ცილებს, რომლებიც კვეთენ მთელ ორ შრეს, შინაგან ცილებს უწოდებენ, ან ტრანსმემბრანული ცილები.

ცილები უჯრედული მემბრანის მასის დაახლოებით ნახევარს შეადგენს. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთ პროტეინს შეუძლია ადვილად გადაადგილდეს ორ ფენაში, სხვები ჩაკეტილები არიან და დახმარებას საჭიროებენ, თუ მათ გადაადგილება სჭირდებათ.

უჯრედებს სჭირდებათ საშუალება მიიღონ საჭირო მოლეკულები. მათ ასევე სჭირდებათ გარკვეული მასალების განმეორებით გამოსვლის საშუალება. გამოშვებულ მასალებში შეიძლება შეიცავდეს ნარჩენებს, მაგრამ ხშირად გარკვეული ფუნქციური ცილები უნდა გამოიყოს უჯრედების გარეთაც. ფოსფოლიპიდური ორშრიანი მემბრანა ინარჩუნებს მოლეკულების ნაკადს უჯრედში, ოსმოსის საშუალებით, პასიური ტრანსპორტი ან აქტიური ტრანსპორტი.

გარე და შიდა ცილები მუშაობენ ამაში ტრანსპორტის ბიოლოგია. ამ ცილებს შეიძლება ჰქონდეთ ფორები, რაც დიფუზიის საშუალებას იძლევა, მათ შეუძლიათ იმუშაონ როგორც რეცეპტორები ან ფერმენტები ბიოლოგიური პროცესებისთვის, ან შეიძლება იმუნურ რეაქციებში და უჯრედულ სიგნალში მუშაობდნენ. არსებობს სხვადასხვა სახის პასიური ტრანსპორტი და ასევე აქტიური ტრანსპორტი, რომლებიც თამაშობენ როლს მემბრანების მოლეკულების გადაადგილებაში.

ტრანსპორტის ბიოლოგიაში, პასიური ტრანსპორტი ეხება უჯრედის მემბრანის მოლეკულების ტრანსპორტირებას, რომელიც არ საჭიროებს რაიმე დახმარებას ან ენერგიას. ეს, როგორც წესი, მცირე ზომის მოლეკულებია, რომლებსაც შეუძლიათ უჯრედში შეტანა და გამოსვლა, შედარებით თავისუფლად. ისინი შეიძლება შეიცავდეს წყალს, იონებს და ა.შ.

პასიური ტრანსპორტის ერთ-ერთი მაგალითია დიფუზია. დიფუზია ხდება, როდესაც გარკვეული მასალები ფორების საშუალებით შედის უჯრედულ მემბრანაში. აუცილებელი მოლეკულები, როგორიცაა ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი, კარგი მაგალითებია. როგორც წესი, დიფუზია მოითხოვს კონცენტრაციის გრადიენტს, ანუ უჯრედის მემბრანის გარეთ კონცენტრაცია უნდა განსხვავდებოდეს შიგნიდან.

გამარტივებული ტრანსპორტი მოითხოვს დახმარებას გადამზიდავი ცილების საშუალებით. მატარებლის ცილები ავალდებულებს სავალდებულო ადგილებში ტრანსპორტირებისთვის საჭირო მასალებს. ამ შეერთებით ხდება ცილის ფორმის შეცვლა. მას შემდეგ, რაც საგნებს მემბრანაში დაეხმარებიან, ცილა ათავისუფლებს მათ.

პასიური ტრანსპორტის კიდევ ერთი სახეობა მარტივია ოსმოზი. ეს არის საერთო წყალი. წყლის მოლეკულები ეკვრის უჯრედის მემბრანს, ქმნის ზეწოლას და ქმნის "წყლის პოტენციალს". წყალი გადავა მაღალიდან დაბალ წყლის პოტენციალში და შევა საკანში.

ზოგჯერ, გარკვეულ ნივთიერებებს არ შეუძლიათ გადალახონ უჯრედის მემბრანა უბრალოდ დიფუზიის ან პასიური ტრანსპორტირების გზით. მაგალითად, დაბალი კონცენტრაციიდან მაღალ კონცენტრაციაზე გადასვლა ენერგიას მოითხოვს. ეს რომ მოხდეს, აქტიური ტრანსპორტი ხდება გადამზიდავი ცილების დახმარებით. გამტარ პროტეინებს აქვთ სავალდებულო ადგილები, რომლებსაც ემატება საჭირო ნივთიერებები, რათა მათ გადაადგილდნენ მემბრანის გასწვრივ.

უფრო დიდი მოლეკულები, როგორიცაა შაქარი, ზოგიერთი იონი, სხვა ძლიერ დამუხტული მასალები, ამინომჟავების და სახამებელი ვერ გადაადგილდება მემბრანებზე დახმარების გარეშე. ტრანსპორტი ან გადამზიდავი ცილები აგებულია სპეციფიკურ საჭიროებებზე, რაც დამოკიდებულია იმ მოლეკულის ტიპზე, რომელიც საჭიროა გარსის გადასაადგილებლად. რეცეპტორების ცილები ასევე შერჩევით მუშაობენ მოლეკულების დასაკავშირებლად და მათ გარსებზე გადასაყვანად.

ფორები და ცილები არ არის მხოლოდ მემბრანის ტრანსპორტირების დამხმარე საშუალებები. Organelles ასევე ემსახურება ამ ფუნქციას მრავალი გზით. Organelles უფრო მცირე ქვე-სტრუქტურაა უჯრედების შიგნით.

ორგანელებს მრავალფეროვანი ფორმა აქვთ და ისინი სხვადასხვა ფუნქციებს ასრულებენ. ეს ორგანოელები ქმნიან ენდომემბრანულ სისტემას და მათ აქვთ ცილების ტრანსპორტირების უნიკალური ფორმები.

ციტოზის დროს, დიდი რაოდენობით მასალებს შეუძლიათ გარსის გადაკვეთა ბუშტუკები. ეს არის უჯრედის მემბრანის ბიტი, რომელსაც შეუძლია ნივთების უჯრედში გადატანა ან გარეთ (შესაბამისად ენდოციტოზი ან ეგზოციტოზი). ცილები შეფუთულია ენდოპლაზმური ბადის საშუალებით უჯრედის გარეთ გამოყოფილი ვეზიკულებით. ვეზიკულური ცილების ორი მაგალითია ინსულინი და ერითროპოეტინი.

Ენდოპლაზმურ ბადეში

ენდოპლაზმური ბადე (ER) არის ორგანული, რომელიც პასუხისმგებელია როგორც მემბრანების, ასევე მათი ცილების წარმოებაზე. ის ასევე ეხმარება მოლეკულურ ტრანსპორტს საკუთარი მემბრანის საშუალებით. ER პასუხისმგებელია ცილების ტრანსლოკაციაზე, რაც არის ცილების მთელ უჯრედში გადაადგილება. ზოგიერთ ცილას შეუძლია სრულად გადალახოს ER გარსი, თუ ისინი ხსნადია. სეკრეციული ცილები ერთ-ერთი ასეთი მაგალითია.

მემბრანის ცილებისთვის, მათი ბუნება, რომ მემბრანის შრის ფენის ნაწილია, მცირე დახმარებას საჭიროებს გადაადგილებისთვის. ER მემბრანს შეუძლია გამოიყენოს სიგნალები ან ტრანსმემბრანული სეგმენტები, როგორც ამ ცილების გადაადგილების საშუალება. ეს არის პასიური ტრანსპორტის ერთ-ერთი სახეობა, რომელიც უზრუნველყოფს ცილების გადაადგილების მიმართულებას.

Sec61– ის სახელით ცნობილი ცილოვანი კომპლექსის შემთხვევაში, რომელიც ძირითადად ფორების არხად ფუნქციონირებს, ის უნდა პარტნიორობდეს რიბოსომთან ტრანსლოკაციის მიზნით.

გოლჯის აპარატი

გოლჯის აპარატი არის კიდევ ერთი გადამწყვეტი ორგანული ორგანო. ის აძლევს ცილებს საბოლოო, სპეციფიკურ დამატებებს, რომლებიც მათ სირთულეს ანიჭებს, მაგალითად, ნახშირწყლების დამატებას. იგი იყენებს ვეზიკულებს მოლეკულების ტრანსპორტირებისთვის.

ვეზიკულური ტრანსპორტი შეიძლება ნაწილობრივ მოხდეს დაფარვის ცილების გამო და ეს ცილები ეხმარება ვეზიკულების მოძრაობას ER- ს და Golgi აპარატს შორის. ქურთუკის ცილის ერთ-ერთი მაგალითია კლატრინი.

მიტოქონდრია

ორგანულთა შიდა მემბრანაში ე.წ. მიტოქონდრია, მრავალი ცილა უნდა იქნას გამოყენებული უჯრედისის ენერგიის წარმოებაში. პირიქით, გარე მემბრანა ფოროვანია მცირე მოლეკულების გასავლელად.

პეროქსიზომები

პეროქსიზომები არიან ერთგვარი ორგანელები, რომლებიც ანადგურებენ ცხიმოვან მჟავებს. როგორც მათი სახელი გულისხმობს, ისინი ასევე თამაშობენ როლს მავნე წყალბადის ზეჟანგის უჯრედებიდან მოცილებაში. პეროქსიზომებს ასევე შეუძლიათ დიდი, დაკეცილი ცილების ტრანსპორტირება.

მკვლევარებმა მხოლოდ ახლახანს აღმოაჩინეს უზარმაზარი პორები, რომლებიც პეროქსიზომებს ამის საშუალებას აძლევს. ჩვეულებრივ, ცილები არ ტრანსპორტირდება სრულ, დიდ, სამგანზომილებიან მდგომარეობაში. უმეტესად ისინი უბრალოდ ძალიან დიდია ფორების გასავლელად. მაგრამ პეროქსიზომები დავალებას ასრულებენ ამ გიგანტური ფორების შემთხვევაში. ცილებს უნდა ჰქონდეთ განსაკუთრებული სიგნალი, რათა პეროქსიზომმა მოახდინოს მათი ტრანსპორტირება.

პასიური ტრანსპორტის ტიპების მრავალფეროვანი მეთოდები სატრანსპორტო ბიოლოგიას საკვლევ საგნად აქცევს. ცოდნის მიღება იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება მასალების უჯრედის მემბრანის გადატანა, ხელს შეუწყობს უჯრედული პროცესების გაგებას.

იმის გამო, რომ მრავალი დაავადება მოიცავს არასწორად ფორმირებულ, ცუდად დაკეცილ ან სხვაგვარად დისფუნქციურ ცილებს, ირკვევა, რამდენად მნიშვნელოვანი შეიძლება იყოს მემბრანის ტრანსპორტი. ტრანსპორტის ბიოლოგია ასევე იძლევა უსაზღვრო შესაძლებლობებს აღმოვაჩინოთ დეფიციტისა და დაავადებების სამკურნალო გზები და, შესაძლოა, ახალი სამკურნალო მედიკამენტები დაამზადოთ.