14. Transport cząsteczek przez błony biologiczne.

Skład jonowy pomiędzy środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym komórki jest różny. Swobodnie przez błonę przechodzą tylko nieliczne cząsteczki, są to niepolarne małe cząsteczki takie jak tlen, dwutlenek węgla oraz polarne małe cząsteczki bez ładunku np. woda, glicerol, etanol. Pozostałe cząsteczki nie mogą swobodnie przechodzić przez błonę są to polarne, większe cząsteczki bez ładunki (aa, glukoza, nukleotydy) oraz małe cząstki z ładunkiem (jony). Wymagają one do transportu kanałów i porów. Każda błona posiada indywidualny zestaw przenośników.

Transport przez błony dzielimy na:

1) BIERNY- bez nakładu energii, pasywny

a) dyfuzja prosta

b) dyfuzja ułatwiona

2) AKTYWNY- z udziałem energii, aktywny

DYFUZJA PROSTA- polega na przemieszczaniu się cząsteczek z wyższego stężenia do niższego (zgodnie z gradientem stężeń). Jest to proces niekontrolowany (samoistny). Szybkość dyfuzji zależy od wielkości cząsteczek, kształtu, ładunku elektrycznego i temperatury otoczenia.

DYFUZJA UŁATWIONA- do tego typy transportu potrzebne są przenośniki i kanały. Odbywa się ona bez nakładu energii. Jednak jest to proces kontrolowany, możliwe jest hamowanie transportu. Przepływ cząstek odbywa się zgodnie z gradientem stężeń. Obecność nośnika wiążącego czasowo transportowaną cząsteczkę przyspiesza dyfuzję. Różnica pomiędzy przenośnikiem i kanałem jest związana z tym w jaki sposób różnicują one cząsteczki transportując tylko określone z nich.

PRZENOŚNIK- transportuje on cząsteczki jednokierunkowo, i tylko te które pasują do miejsca wiążącego na jego białku. Przenoszą cząsteczki pojedynczo zmieniając przy tym swoją konformację. Przenośnikami mogą być białka integralne- przenoszące małe cząsteczki organiczne i nieorganiczne jony np. białka transportujące glukozę w komórkach wątroby. (przenośniki biorą również udział w transporcie aktywnym).

KANAŁY- rozróżniają cząsteczki na zasadzie ich wielkości i ładunku elektrycznego. Przez otwarty kanał mogę sie "prześlizgnąć" małe cząsteczki z odpowiednim ładunkiem. Kanały tworzą w błonie hydrofilowe pory (czyli kanały jonowe)- zachodzi przez nie dyfuzja cząstek nieorganicznych. Kanały kontrolują przepływ jonów. Kanały jonowe są selektywne i nie są cały czas otwarte.

Typy bodźców otwierających kanały:

- zmiana napięcia- czyli zmiana ładunku np. po wewnętrznej stronie błony komórkowej

- ligad- cząsteczka sygnałowa, która łącząc sie w odpowiednim miejscu z kanałem powoduje jego otwarcie.

- napięcie mechaniczne.

TRANSPORT AKTYWNY- wymaga nakładu energii. Zachodzi on z udziałem białek integralnych. Energia pochodzi z hydrolizy ATP. Transport ten odbywa się wbrew gradientowi stężeń (z mniejszego do większego stężeni). Pompy działają na zasadzie transportu aktywnego.

1) NOŚNIKI SPRZĘŻONE- sprzęgają transport substancji przechodzącej wbrew gradientowi, a substancją przechodzącą zgodnie z gradientem. Wyróżniamy tu:

a) import- transport jednej cząsteczki

b) symport- transport dwóch w tym samym kierunku

c) antyport- transport dwóch substancji w przeciwnych kierunkach

2) POMPY NAPĘDZANE ATP- sprzęgają transport wbrew gradientow stężeń z hydrolizą ATP. Przykładem jest pompa sodowo-potasowa. W wyniku jej działania jony K+ są wpompowywane do wnętrza komórki, a jony Na+ na zewnątrz.

3) POMPY NAPĘDZANE hV- odbywa się on w komórkach bakterii gdzie transport wbrew gradientowi stężeń jest sprzężony z wykorzystaniem energii świetlnej.

---