Aké organely pomáhajú molekulám difundovať sa cez membránu prostredníctvom transportných proteínov?

Eukaryotické bunky majú vonkajšiu membránu, ktorá chráni obsah bunky. Vonkajšia membrána je však polopriepustná a umožňuje vstup určitým materiálom.

Vo vnútri eukaryotické bunky, nazývané menšie podštruktúry organely vlastnia vlastné membrány. Organely slúžia niekoľkým rôznym funkciám v bunkách, vrátane pohybu molekúl cez bunkovú membránu alebo cez membrány organely.

TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)

Molekuly môžu difundovať cez membrány prostredníctvom transportných proteínov alebo im môže pomôcť aktívny transport inými proteínmi. V membránovom transporte hrajú úlohu organely, ako je endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, mitochondrie a peroxizómy.

Membrána eukaryotickej bunky sa často nazýva a plazmatická membrána. Plazmatická membrána pozostáva z a fosfolipidová dvojvrstva, a je priepustný pre niektoré molekuly, ale nie pre všetky.

Komponenty fosfolipid dvojvrstva zahrnuje kombináciu glycerolu a mastných kyselín s fosfátovou skupinou. Tieto poskytujú glycerofosfolipidy, ktoré všeobecne tvoria dvojvrstvu väčšiny bunkových membrán.

Fosfolipidová dvojvrstva má na vonkajšej strane vlastnosti milujúce vodu (hydrofilné) a na jej vnútri odpudzuje vodu (hydrofóbne). Hydrofilné časti smerujú k vonkajšej strane bunky aj k jej vnútornej strane a sú interaktívne a priťahované k vode v týchto prostrediach.

Počas celého obdobia bunková membrána, póry a proteíny pomáhajú určiť, čo vstupuje do bunky alebo z nej vychádza. Z rôznych druhov proteínov nachádzajúcich sa v bunkovej membráne sa niektoré rozširujú iba do časti fosfolipidovej dvojvrstvy. Nazývajú sa vonkajšie proteíny. Proteíny, ktoré prechádzajú cez celú dvojvrstvu, sa nazývajú vnútorné proteíny, príp transmembránové proteíny.

Bielkoviny tvoria asi polovicu hmoty bunkových membrán. Zatiaľ čo niektoré proteíny sa môžu v dvojvrstve ľahko pohybovať, iné sú zaistené na svojom mieste a potrebujú pomoc, ak sa musia pohybovať.

Bunky potrebujú spôsob, ako do nich dostať potrebné molekuly. Potrebujú tiež spôsob, ako určité materiály opäť uvoľniť. Uvoľnené materiály môžu samozrejme obsahovať odpady, ale niektoré funkčné proteíny musia byť často vylučované aj mimo buniek. Fosfolipidová dvojvrstvová membrána udržuje tok molekúl do bunky pomocou osmózy, pasívna preprava alebo aktívna preprava.

Vonkajšie a vnútorné bielkoviny tomu pomáhajú transportná biológia. Tieto proteíny môžu mať póry, aby umožnili difúziu, môžu pracovať ako receptory alebo enzýmy pre biologické procesy alebo môžu pracovať pri imunitných reakciách a bunkovej signalizácii. Existujú rôzne typy pasívneho aj aktívneho transportu, ktoré zohrávajú úlohu v pohybe molekúl cez membrány.

V dopravnej biológii pasívna doprava Výraz "transport" sa vzťahuje na transport molekúl cez bunkovú membránu, ktorý nevyžaduje žiadnu pomoc alebo energiu. Sú to zvyčajne malé molekuly, ktoré môžu relatívne voľne prúdiť do bunky a z bunky. Môžu obsahovať vodu, ióny a podobne.

Jedným z príkladov pasívnej dopravy je difúzia. K difúzii dochádza, keď určité materiály vstupujú do bunkovej membrány cez póry. Dobrým príkladom sú základné molekuly, ako je kyslík a oxid uhličitý. Difúzia zvyčajne vyžaduje koncentračný gradient, čo znamená, že koncentrácia mimo bunkovej membrány sa musí líšiť od vnútornej.

Uľahčená preprava vyžaduje pomoc prostredníctvom nosných proteínov. Nosné proteíny viažu materiály potrebné na transport na väzobných miestach. Toto spojenie spôsobuje zmenu tvaru proteínu. Akonáhle je predmetom pomôcka cez membránu, proteín ich uvoľní.

Ďalším typom pasívnej dopravy je jednoduchá osmóza. To je bežné pri vode. Molekuly vody narážajú na bunkovú membránu, vytvárajú tlak a vytvárajú „vodný potenciál“. Voda sa bude pohybovať z vysokého na nízky potenciál vody, aby sa dostala do bunky.

Niektoré látky niekedy nemôžu preniknúť cez bunkovú membránu iba difúziou alebo pasívnym transportom. Napríklad prechod z nízkej na vysokú koncentráciu si vyžaduje energiu. Aby sa to stalo, aktívna doprava nastáva pomocou nosných proteínov. Nosné proteíny zadržiavajú väzobné miesta, na ktoré sa naviažu potrebné látky, aby sa mohli pohybovať cez membránu.

Väčšie molekuly, ako sú cukry, niektoré ióny, iné vysoko nabité materiály, aminokyseliny a škroby sa nemôžu bez pomoci driftovať cez membrány. Transportné alebo nosné proteíny sú skonštruované pre špecifické potreby v závislosti od typu molekuly, ktorá sa musí pohybovať cez membránu. Receptorové proteíny tiež selektívne pôsobia na väzbu molekúl a na ich vedenie cez membrány.

Póry a bielkoviny nie sú jedinými pomôckami pre membránový transport. Organely tiež slúžia tejto funkcii rôznymi spôsobmi. Organely sú menšie podštruktúry vo vnútri buniek.

Organely majú rôzne tvary a vykonávajú rôzne funkcie. Tieto organely tvoria to, čo sa nazýva endomembránový systém, a majú jedinečné formy transportu bielkovín.

Pri cytóze môže veľké množstvo materiálov prechádzať cez membránu cez vezikuly. Jedná sa o kúsky bunkovej membrány, ktoré môžu premiestňovať predmety do bunky alebo von (endocytóza alebo exocytóza). Proteíny sú zabalené endoplazmatickým retiklom vo vezikulách, aby sa uvoľnili mimo bunky. Dva príklady vezikulárnych proteínov zahŕňajú inzulín a erytropoetín.

Endoplazmatické retikulum

The endoplazmatické retikulum (ER) je organela zodpovedná za tvorbu oboch membrán a ich proteínov. Pomáha tiež molekulárnemu transportu cez vlastnú membránu. ER je zodpovedný za translokáciu proteínov, čo je pohyb proteínov v celej bunke. Niektoré proteíny môžu úplne prechádzať cez membránu ER, ak sú rozpustné. Jedným z príkladov sú sekrečné proteíny.

U membránových proteínov si však ich povaha toho, že sú súčasťou dvojvrstvy membrány, vyžaduje malú pomoc pri ich pohybe. Membrána ER môže používať signály alebo transmembránové segmenty ako spôsob translokácie týchto proteínov. Toto je jeden z typov pasívneho transportu, ktorý poskytuje proteínom smer, ktorým majú cestovať.

V prípade proteínového komplexu známeho ako Sec61, ktorý funguje väčšinou ako pórový kanál, musí za účelom translokácie spolupracovať s ribozómom.

Golgiho aparát

The Golgiho aparát je ďalšou rozhodujúcou organelou. Dáva bielkovinám konečné, špecifické doplnky, ktoré im dodávajú komplexnosť, ako napríklad pridané sacharidy. Na prepravu molekúl využíva vezikuly.

Vezikulárny transport sa môže čiastočne vyskytnúť v dôsledku poťahovania proteínov a tieto proteíny pomáhajú pri pohybe vezikúl medzi ER a Golgiho aparátom. Jedným príkladom plášťového proteínu je klatrín.

Mitochondrie

Vo vnútornej membráne organel tzv mitochondrie, je potrebné použiť množstvo proteínov, ktoré pomáhajú pri generovaní energie pre bunku. Vonkajšia membrána je naopak pórovitá, aby cez ňu prechádzali malé molekuly.

Peroxizómy

Peroxizómy sú druhom organel, ktoré štiepia mastné kyseliny. Ako už z ich názvu vyplýva, hrajú tiež úlohu pri odstraňovaní škodlivého peroxidu vodíka z buniek. Peroxizómy môžu tiež transportovať veľké zložené proteíny.

Vedci len nedávno objavili nesmierne póry, ktoré to umožňujú peroxizómom. Bielkoviny sa obyčajne neprenášajú v plnom, veľkom, trojrozmernom stave. Väčšinou sú jednoducho príliš veľké na to, aby prešli cez póry. Ale peroxizómy sú v prípade týchto obrovských pórov na rade. Bielkoviny musia niesť konkrétny signál, aby ich mohol peroxizóm transportovať.

Rôzne spôsoby typov pasívneho transportu robia z dopravnej biológie fascinujúci predmet na štúdium. Získanie vedomostí o tom, ako sa dá materiálmi pohybovať cez bunkové membrány, môže pomôcť porozumieť bunkovým procesom.

Pretože mnohé choroby zahŕňajú nesprávne tvarované, zle zložené alebo inak nefunkčné proteíny, je zrejmé, aký relevantný môže byť transport membrány. Transportná biológia tiež poskytuje neobmedzené príležitosti na objavenie spôsobov liečby nedostatkov a chorôb a možno aj na výrobu nových liekov na liečbu.