Какие органеллы помогают молекулам диффундировать через мембрану через транспортные белки?

Эукариотические клетки обладают внешней мембраной, которая защищает содержимое клетки. Однако внешняя мембрана полупроницаема и позволяет некоторым материалам проникать в нее.

Внутри эукариотические клетки, меньшие подструктуры, называемые органеллы обладают собственными мембранами. Органеллы выполняет несколько различных функций в клетках, включая перемещение молекул через клеточную мембрану или через мембраны органелл.

TL; DR (слишком длинный; Не читал)

Молекулы могут диффундировать через мембраны через транспортные белки, или им могут способствовать активный транспорт с помощью других белков. Органеллы, такие как эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, митохондрии и пероксисомы, все играют роль в мембранном транспорте.

Мембрану эукариотической клетки часто называют плазматическая мембрана. Плазматическая мембрана состоит из фосфолипидный бислой, и проницаема для некоторых молекул, но не для всех.

Компоненты фосфолипид бислой включает комбинацию глицерина и жирных кислот с фосфатной группой. Они дают глицерофосфолипиды, которые обычно составляют бислой большинства клеточных мембран.

Фосфолипидный бислой обладает водоотталкивающими (гидрофильными) качествами снаружи и водоотталкивающими (гидрофобными) качествами внутри. Гидрофильные части обращены как снаружи, так и внутрь клетки, и одновременно взаимодействуют с водой и притягиваются к ней в этих средах.

В течение клеточная мембрана, поры и белки помогают определить, что входит в клетку или выходит из нее. Из различных видов белков, обнаруженных в клеточной мембране, некоторые распространяются только на часть фосфолипидного бислоя. Их называют внешними белками. Белки, которые проходят через весь бислой, называются внутренними белками, или трансмембранные белки.

Белки составляют около половины массы клеточных мембран. В то время как некоторые белки могут легко перемещаться в бислое, другие заблокированы на месте и нуждаются в помощи, если им необходимо двигаться.

Клеткам нужен способ проникать в них нужными молекулами. Им также нужен способ снова выпустить определенные материалы. Освобождаемые материалы, конечно, могут включать отходы, но часто определенные функциональные белки также должны секретироваться вне клеток. Двухслойная фосфолипидная мембрана поддерживает поток молекул в клетку посредством осмоса, пассивный транспорт или активный транспорт.

Внешний и внутренний белки помогают в этом. транспортная биология. Эти белки могут иметь поры для диффузии, они могут работать как рецепторы или ферменты для биологических процессов, или они могут работать в иммунных ответах и ​​клеточной передаче сигналов. Существуют различные типы пассивного транспорта, а также активного транспорта, которые играют роль в перемещении молекул через мембраны.

В транспортной биологии пассивный транспорт относится к переносу молекул через клеточную мембрану, который не требует никакой помощи или энергии. Как правило, это небольшие молекулы, которые могут относительно свободно входить и выходить из клетки. Они могут включать воду, ионы и тому подобное.

Одним из примеров пассивного транспорта является распространение. Диффузия происходит, когда определенные материалы проникают в клеточную мембрану через поры. Важные молекулы, такие как кислород и углекислый газ, являются хорошими примерами. Обычно для диффузии требуется градиент концентрации, то есть концентрация вне клеточной мембраны должна отличаться от внутренней.

Облегченный транспорт требуется помощь через белки-носители. Белки-носители связывают материалы, необходимые для транспорта, в сайтах связывания. Это соединение заставляет белок менять форму. Как только предметы проходят через мембрану, белок высвобождает их.

Другой тип пассивного транспорта - простой осмос. Это обычное дело с водой. Молекулы воды ударяются о клеточную мембрану, создавая давление и наращивая «водный потенциал». Вода будет двигаться от высокого к низкому водному потенциалу, чтобы попасть в ячейку.

Иногда некоторые вещества не могут пересечь клеточную мембрану просто путем диффузии или пассивного транспорта. Например, переход от низкой к высокой концентрации требует энергии. Чтобы это произошло, активный транспорт происходит с помощью белков-носителей. Белки-носители содержат участки связывания, к которым прикрепляются необходимые вещества, чтобы их можно было перемещать через мембрану.

Более крупные молекулы, такие как сахара, некоторые ионы, другие высокозарядные материалы, аминокислоты а крахмал не может перемещаться по мембранам без посторонней помощи. Транспортные белки или белки-носители создаются для конкретных нужд в зависимости от типа молекулы, которая должна перемещаться через мембрану. Рецепторные белки также работают избирательно, связывая молекулы и направляя их через мембраны.

Поры и белки - не единственные помощники для мембранного транспорта. Органеллы также выполняют эту функцию несколькими способами. Органеллы - это более мелкие субструктуры внутри клеток.

Органеллы имеют разнообразную форму и выполняют разные функции. Эти органеллы составляют так называемую эндомембранную систему и обладают уникальными формами транспорта белков.

При цитозе большое количество материалов может пересекать мембрану через пузырьки. Это кусочки клеточной мембраны, которые могут перемещать предметы в клетку или наружу (эндоцитоз или экзоцитоз соответственно). Белки упаковываются эндоплазматическим ретикулумом в пузырьки, которые высвобождаются за пределы клетки. Два примера везикулярных белков включают инсулин и эритропоэтин.

Эндоплазматическая сеть

В эндоплазматический ретикулум (ЭР) это органелла, отвечающая за создание как мембран, так и их белков. Он также способствует молекулярному транспорту через собственную мембрану. ER отвечает за транслокацию белков, то есть за перемещение белков по клетке. Некоторые белки могут полностью пересекать мембрану ER, если они растворимы. Секреторные белки - один из таких примеров.

Однако для мембранных белков, поскольку они являются частью бислоя мембраны, требуется небольшая помощь для передвижения. Мембрана ER может использовать сигналы или трансмембранные сегменты как способ перемещения этих белков. Это один из видов пассивного транспорта, который определяет направление движения белков.

В случае белкового комплекса, известного как Sec61, который функционирует в основном как поровый канал, он должен взаимодействовать с рибосомой с целью транслокации.

Аппарат Гольджи

В аппарат Гольджи еще одна важная органелла. Он дает белкам окончательные, специфические добавки, которые придают им сложность, например, добавленные углеводы. Он использует везикулы для транспортировки молекул.

Везикулярный транспорт может происходить частично из-за белков оболочки, и эти белки способствуют перемещению везикул между ER и аппаратом Гольджи. Одним из примеров белка оболочки является клатрин.

Митохондрии

Во внутренней мембране органелл, называемых митохондриинеобходимо использовать многочисленные белки, чтобы помочь клетке производить энергию. Напротив, внешняя мембрана пористая, через которую могут проходить небольшие молекулы.

Пероксисомы

Пероксисомы представляют собой органеллы, расщепляющие жирные кислоты. Как следует из их названия, они также играют роль в удалении вредной перекиси водорода из клеток. Пероксисомы также могут транспортировать большие свернутые белки.

Исследователи только недавно обнаружили огромные поры, которые позволяют пероксисомам делать это. Обычно белки не транспортируются в своем полном, большом трехмерном состоянии. В большинстве случаев они слишком велики, чтобы пройти через поры. Но пероксисомы справляются с задачей в случае этих гигантских пор. Белки должны нести определенный сигнал, чтобы пероксисома могла их транспортировать.

Разнообразные методы пассивного транспорта делают биологию транспорта увлекательным предметом для изучения. Получение знаний о том, как материалы могут перемещаться через клеточные мембраны, может помочь в понимании клеточных процессов.

Поскольку многие заболевания связаны с деформированными, плохо свернутыми или иными дисфункциональными белками, становится ясно, насколько важным может быть мембранный транспорт. Транспортная биология также предоставляет безграничные возможности для открытия способов лечения недостатков и болезней и, возможно, для создания новых лекарств для лечения.