Жасуша мембранасы арқылы заттар тасымалдануының типтері. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

11.1С Заттардың тасымалдануы

Оқу мақсаты: Жасуша мембранасы арқылы заттар тасымалының әр түрлі типтерінің механизмдерін түсіндіру

Бағалау критерииі:

• Берілудің бір түрін жалпылайды (мысалы, липидті биқабат арқылы диффузия, ақуызды пассивті тасымал, белсенді тасымал).
• Олардың осылай өткізу себебін сипаттайды.
• Жасуша мембранасы арқылы заттардың әртүрлі түрлерінің тасымалдау механизмін түсіндіреді.

http://ok-t.ru/studopediaru/baza5/1961507345.files/image006.png

http://media-2.web.britannica.com/eb-media/29/116429-004-A0940A0A.jpg

 Нәруыз каналдары және тасымалдаушы нәруыздар - полярлы молекулалар мен иондарды селективті тасымалдауды жүзеге асырады.

Жасушада тасымалдаудың 4 негізгі түрі бар:

1) Диффузия

2) Осмос

3) Белсенді тасымал

4) Эндо-және экзоцитоз. 

1) Диффузия – бұл диффузиялық градиент бойымен заттардың қозғалысы, яғни. жоғары концентрация аймағынан төмен концентрацияға дейін. Иондар, глюкоза, аминқышқылдары, липидтер және т.б. баяу қозғалады. Майда еритін молекулалар тез қозғалады.

Қарапайым диффузия жолымен зат бөлшектері билипид қабаты арқылы қозғалады. Қарапайым диффузияның бағыты мембрананың екі жағындағы заттардың концентрациясының айырмашылығымен ғана анықталады. Гидрофобты заттар (O2, N2, бензол) және полярлы ұсақ молекулалар (СО2, Н2О, мочевина) қарапайым диффузия арқылы жасушаға енеді. Полярлы, салыстырмалы түрде үлкен молекулалар (амин қышқылдары, моносахаридтер), зарядталған бөлшектер (иондар) және макромолекулалар (ДНҚ, нәруыздар) енбейді.

 Қарапайым диффузия - бұл газ немесе еріген заттар таралып, заттың бүкіл көлемін толтыратын процесс. Сұйықтықта ерітілген молекулалар немесе иондар бытыраңкы жағдайда болады, жасуша мембранасының қабырғаларымен соқтығысады, бұл екі нәтижеге әкелуі мүмкін: молекула секіріп кетеді немесе мембранадан өтеді. Егер соңғысының ықтималдығы жоғары болса, онда мембрана берілген затқа өткізгіш болады дейді

 Егер бұл заттың мембрананың екі жағындағы концентрациясы әртүрлі болса, онда концентрацияны теңестіруге көмектесетін процесс жүреді. Жақсы еритін (гидрофильді) және ерімейтін (гидрофобты) заттар жасуша мембранасынан өтеді. Кішкентай гидрофобты молекулалар липидті бикабат арқылы тікелей өте алады.

 Мембрана нашар өткізетін немесе мүлдем өткізбейтін жағдайда, ол осмотикалық күштердің әсеріне ұшырайды. Жасушадағы заттың төмен концентрациясы кезінде ол сығылады, жоғары концентрациясы кезінде — суды ішке кіргізеді. Липидті биқабат арқылы еніп алатын заттар концентрация градиенті бойынша (үлкенден азға) жүреді.

 Жеңілдетілген диффузия - бұл пермеаза деп аталатын арнайы мембраналық нәруыздардың немесе каналдардың (арнайы нәруыздық каналдар) көмегімен мембрана арқылы молекулалардың жылдам қозғалысы. Бұл процесс спецификалық, ол қарапайым диффузиядан жылдам өтеді, бірақ тасымалдау жылдамдығын шектейді. Жеңілдетілген диффузия әдетте суда еритін заттарға тән. Мембраналық тасымалдаушылардың көпшілігі (тіпті бәрі болмаса) нәруыздар. Жеңілдетілген диффузия әдетте жылдамдықпен ғана емес, қанықтыру қабілеттілігінен де ерекшеленеді. Заттарды тасымалдау жылдамдығының артуы концентрация градиентінің тек белгілі бір шектерге дейін өсуіне пропорционалды болады. Соңғысы тасымалдаушы "күшімен" анықталады.

 Жасушалардың мембраналарында транслоказа деп аталатын басқада нәруыздар бар. Ерекше лигандпен өзара іс-қимыл жасай отырып, олар мембрана арқылы оның диффузиясын қамтамасыз етеді (үлкен шоғырлану аймағынан аз аймаққа). Нәруыздік каналдарға қарағанда, лигандпен өзара іс-қимыл және оны мембрана арқылы тасымалдау процесінде транслоказалар конформациялық өзгерістерге ұшырайды. Кинетикалық тұрғыдан қарағанда заттарды жеңілдетілген диффузия арқылы беру ферментативті реакцияға ұқсайды. Транслоказалар үшін лигандтардың қаныққан концентрациясы болады, ол жерде ақуызды лигандпен байланыстыратын барлық орындары бос болмайды, ал нәруыздар V_max максималды жылдамдықпен жұмыс істейді. Сондықтан, диффузия әсер ететін заттардың тасымалдану жылдамдығы берілген лигандтың концентрация градиентіне ғана емес, сонымен қатар мембранадағы тасымалдаушы ақуыздардың санына да байланысты болады.

 Мембрананың бір жағынан суда еритін бір ғана затты мембрананың басқа жағына ауыстыратын транслозалдар бар. Мұндай тасымал "пассивті унипорт" деп аталады. Эритроциттің мембранасы арқылы глюкозаны тасымалдайтын ГЛЮТ-1 - транслоказаның қызметі унипорттың мысалы бола алады.

 Кейбір транслоказалар екі түрлі заттарды бір бағытта концентрация градиенті бойынша - пассивті симпорт немесе қарама - қарсы бағытта-пассивті антипорт тасымалдауы мүмкін

 Некоторые транслоказы могут переносить два разных вещества по градиенту концентраций в одном направлении - пассивный симпорт, или в противоположных направлениях - пассивный антипорт Пассивті антипорт механизмі бойынша жұмыс істейтін транслоказаның мысалы эритроциттер мембранасының анионды тасымалдаушысы болуы мүмкін.

2) Осмос - дегеніміз еріткіш (су) молекулаларының жартылай өткізгіш мембранасы арқылы еріген заттың концентрациясы төменірек көлемнен ерітілген заттың концентрациясының жоғарылауына қарай бір жақты (диффузиясы) жылжуы .

3) Белсенді тасымал - бұл молекулаларды немесе иондарды мембрана арқылы, концентрация градиенті мен электрохимиялық градиентке қарсы тасымалдау. Жасушада плазмалық мембрананың екі жағы арасында потенциалдар айырымы – мембраналық потенциал сақталады. Сыртқы орта оң заряд, ал ішкісі теріс. Сондықтан жасушаға Na+, K+ катиондары ұмтылады, ал хлор аниондары итеріледі. Көптеген жасушаларда бар белсенді тасымалдың мысалы: натрий-калий насосы. Натрий-калий насосында К+ және Na+ иондары жасушаның концентрация градиентіне қарсы жағында жиналады.

 4) Эндоцитоз және экзоцитоз - бұл әр түрлі материалдардың мембрана арқылы жасуша ішіне (эндоцитоз) немесе жасуша сыртына (экзоцитоз) тасымалданатын екі белсенді процесс.

 Эндоцитоз кезінде плазмалық мембрана ішке қарай ойысып өсінділерді құрайды, содан кейін олар везикулаларға немесе вакуолаларға айналады. Эндоцитоздың екі түрі бар:

 а)Фагоцитоз - қатты бөлшектердің жұтылуы. Фагоцитозды жүзеге асыратын мамандандырылған жасушалар фагоциттер деп аталады; бұл функцияны, мысалы, лейкоциттердің кейбір түрлері орындайды. Сіңірілген бөлшекті қаптайтын мембраналық қап фагоцитотикалық вакуоль деп аталады. Тек эукариоттық жасушалар фагоцитоз арқылы ортадан заттарды сіңіре алады.

 a)Пиноцитоз - сұйық материалды сіңіру (ерітінді, коллоидты ерітінді, суспензия). Көбінесе өте кішкентай көпіршіктер пайда болады. Бұл жағдайда олар микропиноцитоз туралы айтады, ал везикулалар микропиноцитоз деп аталады.

 Пиноцитоз амебоидты қарапайым және лейкоциттер, ұрық жасушалары, бауыр жасушалары және су-тұз алмасуына қатысатын кейбір бүйрек жасушалары сияқты көптеген басқа (жиі амебоидты) жасушалар үшін тән. Пиноцитозды өсімдіктер жасушаларында да байқауға болады.

 Экзоцитоз - процессі, эндоцитозға кері. Осылайша әр түрлі материалдар жасушалардан шығарылады: ас қорыту вакуолдарынан қалған қорытылмаған тығыз бөлшектер жойылады, ал секреторлық жасушалардан "пиноцитоз" жолымен олардың сұйық секрециясы шығарылады. 

Ссылкалар: Биология. В 3 т.  Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. 1 том http://meduniver.com/Medical/Biology/128.html