Mistä solukalvo on tehty. Solukalvot

Elävän organismin perusrakenneyksikkö on solu, joka on solukalvon ympäröimä erilaistunut osa sytoplasmasta. Ottaen huomioon, että solu suorittaa monia tärkeitä toimintoja, kuten lisääntyminen, ravitsemus, liike, kuoren on oltava muovinen ja tiheä.

Solukalvon löytämisen ja tutkimuksen historia

Vuonna 1925 Grendel ja Gorder tekivät onnistuneen kokeen tunnistaakseen punasolujen "varjot" eli tyhjät kuoret. Useista tehdyistä törkeistä virheistä huolimatta tutkijat löysivät lipidikaksoiskerroksen. Heidän työtään jatkoivat Danielli, Dawson vuonna 1935, Robertson vuonna 1960. Monien vuosien työn ja väitteiden kertymisen tuloksena vuonna 1972 Singer ja Nicholson loivat nestemosaiikkimallin kalvon rakenteesta. Lisäkokeet ja -tutkimukset vahvistivat tutkijoiden teokset.

Merkitys

Mikä on solukalvo? Tätä sanaa alettiin käyttää yli sata vuotta sitten, latinasta käännettynä se tarkoittaa "kalvoa", "ihoa". Joten määritä solun raja, joka on luonnollinen este sisäisen sisällön ja ulkoisen ympäristön välillä. Solukalvon rakenne viittaa puoliläpäisevyyteen, jonka ansiosta kosteus ja ravinteet ja hajoamistuotteet voivat kulkea sen läpi vapaasti. Tätä kuorta voidaan kutsua solun organisaation päärakennekomponentiksi.

Harkitse solukalvon päätoimintoja

1. Erottelee solun sisäisen sisällön ja ulkoisen ympäristön komponentit.

2. Auttaa ylläpitämään solun jatkuvaa kemiallista koostumusta.

3. Säätelee oikeaa aineenvaihduntaa.

4. Tarjoaa solujen välisen yhteyden.

5. Tunnistaa signaalit.

6. Suojaustoiminto.

"Plasma Shell"

Ulompi solukalvo, jota kutsutaan myös plasmakalvoksi, on ultramikroskooppinen kalvo, joka on 5-7 nanometriä paksu. Se koostuu pääasiassa proteiiniyhdisteistä, fosfolidista, vedestä. Kalvo on elastinen, imee helposti vettä ja palauttaa nopeasti eheytensä vaurioiden jälkeen.

Poikkeaa yleismaailmallisesta rakenteesta. Tämä kalvo on raja-asemassa, osallistuu selektiivisen läpäisevyyden prosessiin, hajoamistuotteiden erittymiseen, syntetisoi niitä. Suhde "naapureihin" ja sisäisen sisällön luotettava suojaus vaurioilta tekee siitä tärkeän komponentin sellaisessa asiassa kuin solun rakenne. Eläinorganismien solukalvo osoittautuu joskus peittyneeksi ohuimmalla kerroksella - glykokaliksilla, joka sisältää proteiineja ja polysakkarideja. Kalvon ulkopuolella olevia kasvisoluja suojaa soluseinä, joka toimii tukena ja säilyttää muotonsa. Sen koostumuksen pääkomponentti on kuitu (selluloosa) - polysakkaridi, joka on veteen liukenematon.

Siten ulompi solukalvo suorittaa korjaus-, suoja- ja vuorovaikutusta muiden solujen kanssa.

Solukalvon rakenne

Tämän liikkuvan kuoren paksuus vaihtelee kuudesta kymmeneen nanometriin. Solun solukalvolla on erityinen koostumus, jonka perustana on lipidikaksoiskerros. Veden suhteen inertit hydrofobiset hännät sijaitsevat sisäpuolella, kun taas hydrofiiliset päät, jotka ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa, on käännetty ulospäin. Jokainen lipidi on fosfolipidi, joka on seurausta aineiden, kuten glyserolin ja sfingosiinin, vuorovaikutuksesta. Lipiditelinettä ympäröivät tiiviisti proteiinit, jotka sijaitsevat epäjatkuvassa kerroksessa. Jotkut niistä upotetaan lipidikerrokseen, loput kulkevat sen läpi. Tämän seurauksena muodostuu vettä läpäiseviä alueita. Näiden proteiinien suorittamat toiminnot ovat erilaisia. Osa niistä on entsyymejä, loput kuljetusproteiineja, jotka kuljettavat erilaisia ​​aineita ulkoympäristöstä sytoplasmaan ja päinvastoin.

Solukalvo läpäisee integraalisten proteiinien ja liittyy läheisesti niihin, kun taas yhteys perifeerisiin proteiineihin on heikompi. Näillä proteiineilla on tärkeä tehtävä, joka on ylläpitää kalvon rakennetta, vastaanottaa ja muuntaa signaaleja ympäristöstä, kuljettaa aineita ja katalysoida kalvoilla tapahtuvia reaktioita.

Yhdiste

Solukalvon perusta on bimolekulaarinen kerros. Jatkuvuutensa ansiosta kennossa on sulku- ja mekaanisia ominaisuuksia. Eri elämänvaiheissa tämä kaksoiskerros voi hajota. Tämän seurauksena muodostuu hydrofiilisten huokosten rakenteellisia vikoja. Tässä tapauksessa täysin kaikki sellaisen komponentin, kuten solukalvon, toiminnot voivat muuttua. Tässä tapauksessa ydin voi kärsiä ulkoisista vaikutuksista.

Ominaisuudet

Solun solukalvolla on mielenkiintoisia piirteitä. Sujuvuuden vuoksi tämä kuori ei ole jäykkä rakenne, ja suurin osa sen koostumuksen muodostavista proteiineista ja lipideistä liikkuu vapaasti kalvon tasolla.

Yleensä solukalvo on epäsymmetrinen, joten proteiini- ja lipidikerrosten koostumus on erilainen. Eläinsolujen plasmakalvojen ulkopuolella on glykoproteiinikerros, joka suorittaa reseptori- ja signaalitoimintoja ja jolla on myös tärkeä rooli solujen yhdistämisprosessissa kudokseksi. Solukalvo on polaarinen, eli ulkoinen varaus on positiivinen ja sisäpuolella negatiivinen. Kaiken edellä mainitun lisäksi solukalvolla on selektiivinen näkemys.

Tämä tarkoittaa, että veden lisäksi soluun pääsee vain tietty ryhmä molekyylejä ja liuenneiden aineiden ioneja. Aineen, kuten natriumin, pitoisuus useimmissa soluissa on paljon pienempi kuin ulkoisessa ympäristössä. Kaliumioneille on ominaista erilainen suhde: niiden lukumäärä solussa on paljon suurempi kuin ympäristössä. Tässä suhteessa natriumioneilla on taipumus tunkeutua solukalvon läpi, ja kaliumioneja taipumus vapautua ulkopuolelle. Näissä olosuhteissa kalvo aktivoi erityisen järjestelmän, joka suorittaa "pumppaavan" roolin ja tasoittaa aineiden pitoisuutta: natriumioneja pumpataan ulos solun pinnalle ja kaliumioneja pumpataan sisäänpäin. Tämä ominaisuus sisältyy solukalvon tärkeimpiin toimintoihin.

Tällä natrium- ja kalium-ionien taipumuksella liikkua sisäänpäin pinnasta on suuri rooli sokerin ja aminohappojen kuljettamisessa soluun. Prosessissa, jossa natriumioneja poistetaan aktiivisesti solusta, kalvo luo olosuhteet uusille glukoosin ja aminohappojen sisäänvirtaukselle. Päinvastoin, prosessissa, jossa kaliumioneja siirretään soluun, hajoamistuotteiden "kuljettajien" lukumäärä solun sisältä ulkoiseen ympäristöön täydentyy.

Miten solu ravitsee solukalvon läpi?

Monet solut ottavat vastaan ​​aineita prosessien, kuten fagosytoosin ja pinosytoosin, kautta. Ensimmäisessä versiossa taipuisalla ulkokalvolla muodostetaan pieni syvennys, jossa siepattu hiukkanen sijaitsee. Sitten syvennyksen halkaisija kasvaa, kunnes ympäröity hiukkanen tulee solun sytoplasmaan. Fagosytoosin kautta ruokitaan joitain alkueläimiä, kuten amebaa, sekä verisoluja - leukosyytit ja fagosyytit. Samoin solut imevät nestettä, joka sisältää tarvittavat ravintoaineet. Tätä ilmiötä kutsutaan pinosytoosiksi.

Ulkokalvo on tiiviisti yhteydessä solun endoplasmiseen retikulumiin.

Monissa peruskudoskomponenteissa kalvon pinnalla on ulkonemia, taitoksia ja mikrovilloja. Tämän kuoren ulkopuolella olevat kasvisolut peitetään toisella, paksulla ja selvästi näkyvillä mikroskoopilla. Kuitu, josta ne on valmistettu, auttaa muodostamaan tukea kasvikudoksille, kuten puulle. Eläinsoluilla on myös useita ulkoisia rakenteita, jotka sijaitsevat solukalvon päällä. Ne ovat luonteeltaan yksinomaan suojaavia, esimerkkinä tästä on hyönteisten sisäsolujen sisältämä kitiini.

Solukalvon lisäksi on solunsisäinen kalvo. Sen tehtävänä on jakaa solu useisiin erikoistuneisiin suljettuihin osastoihin - osastoihin tai organelleihin, joissa on säilytettävä tietty ympäristö.

Siten on mahdotonta yliarvioida sellaisen elävän organismin perusyksikön komponentin roolia solukalvona. Rakenne ja toiminnot merkitsevät solun kokonaispinta-alan merkittävää laajentamista, aineenvaihduntaprosessien paranemista. Tämä molekyylirakenne koostuu proteiineista ja lipideistä. Kalvo erottaa solun ulkoisesta ympäristöstä ja varmistaa sen eheyden. Sen avulla solujen väliset sidokset säilyvät riittävän vahvalla tasolla muodostaen kudoksia. Tässä suhteessa voimme päätellä, että yksi tärkeimmistä rooleista solussa on solukalvolla. Sen rakenne ja sen suorittamat toiminnot ovat radikaalisti erilaisia ​​eri soluissa niiden tarkoituksesta riippuen. Näiden ominaisuuksien avulla saavutetaan monenlaisia ​​solukalvojen fysiologisia aktiivisuuksia ja niiden rooleja solujen ja kudosten olemassaolossa.

rajaava ( este) - erottaa solujen sisältö ulkoisesta ympäristöstä;

Säädä solun ja ympäristön välistä vaihtoa;

Jaa solut osastoihin tai osastoihin, jotka on suunniteltu tiettyjä erikoistuneita aineenvaihduntareittejä varten ( jakamalla);

Se on joidenkin kemiallisten reaktioiden paikka (kevyet fotosynteesin reaktiot kloroplasteissa, oksidatiivinen fosforylaatio hengityksen aikana mitokondrioissa);

Tarjoaa viestintää solujen välillä monisoluisten organismien kudoksissa;

Kuljetus- suorittaa transmembraanikuljetuksen.

Reseptori- ovat ulkoisia ärsykkeitä tunnistavien reseptorikohtien sijaintipaikka.

Aineiden kuljetus kalvon läpi on yksi kalvon johtavista toiminnoista, mikä varmistaa aineiden vaihdon solun ja ulkoisen ympäristön välillä. Aineiden siirron energiakustannuksista riippuen on:

passiivinen kuljetus tai helpotettu diffuusio;

aktiivinen (selektiivinen) kuljetus ATP:n ja entsyymien osallistuessa.

Kuljetus kalvopakkauksessa. On endosytoosia (soluun) ja eksosytoosia (solusta ulos) - mekanismeja, jotka kuljettavat suuria hiukkasia ja makromolekyylejä kalvon läpi. Endosytoosin aikana plasmakalvo muodostaa invaginaation, sen reunat sulautuvat ja rakkula kiinnittyy sytoplasmaan. Vesikkeli on rajattu sytoplasmasta yhdellä kalvolla, joka on osa ulompaa sytoplasmista kalvoa. Erota fagosytoosi ja pinosytoosi. Fagosytoosi on suurten, melko kiinteiden hiukkasten imeytymistä. Esimerkiksi lymfosyyttien, alkueläinten jne. fagosytoosi. Pinosytoosi on prosessi, jossa nestepisaroita vangitaan ja imetään niihin liuenneilla aineilla.

Eksosytoosi on prosessi, jossa erilaisia ​​aineita poistetaan solusta. Eksosytoosin aikana vesikkelin tai vakuolin kalvo sulautuu ulompaan sytoplasmiseen kalvoon. Vesikkelin sisältö poistetaan solun pinnalta ja kalvo sisällytetään ulompaan sytoplasmiseen kalvoon.

Ytimessä passiivinen Varautumattomien molekyylien kuljetus on ero vedyn ja varausten pitoisuuksien välillä, ts. sähkökemiallinen gradientti. Aineet siirtyvät alueelta, jolla on suurempi gradientti, alueelle, jolla on pienempi gradientti. Kuljetusnopeus riippuu kaltevuuserosta.

Yksinkertainen diffuusio on aineiden kuljettamista suoraan lipidikaksoiskerroksen läpi. Kaasuille ominaista, ei-polaarisia tai pieniä varautumattomia polaarisia molekyylejä, liukenee rasvoihin. Vesi tunkeutuu nopeasti kaksoiskerroksen läpi, koska. sen molekyyli on pieni ja sähköisesti neutraali. Veden diffuusiota kalvojen läpi kutsutaan osmoosiksi.

Diffuusio kalvokanavien kautta on varautuneiden molekyylien ja ionien (Na, K, Ca, Cl) kuljetusta, jotka tunkeutuvat kalvoon, koska siinä on erityisiä kanavia muodostavia proteiineja, jotka muodostavat vesihuokosia.

Helpotettu diffuusio on aineiden kuljettamista erityisten kuljetusproteiinien avulla. Jokainen proteiini vastaa tiukasti määritellystä molekyylistä tai sukulaismolekyylien ryhmästä, on vuorovaikutuksessa sen kanssa ja liikkuu kalvon läpi. Esimerkiksi sokerit, aminohapot, nukleotidit ja muut polaariset molekyylit.

aktiivinen kuljetus proteiinit - kantajat (ATPaasi) suorittavat sähkökemiallista gradienttia vastaan ​​energiankulutuksella. Sen lähde on ATP-molekyylit. Esimerkiksi natrium-kaliumpumppu.

Kaliumin pitoisuus solun sisällä on paljon korkeampi kuin sen ulkopuolella, ja natriumin pitoisuus - päinvastoin. Siksi kalium- ja natriumkationit diffuusoituvat passiivisesti pitoisuusgradienttia pitkin kalvon vesihuokosten läpi. Tämä johtuu siitä, että kalvon läpäisevyys kaliumioneille on suurempi kuin natriumionien. Näin ollen kalium diffundoituu nopeammin ulos solusta kuin natrium soluun. Solun normaalia toimintaa varten tarvitaan kuitenkin tietty 3 kalium- ja 2 natriumionin suhde. Siksi kalvossa on natrium-kaliumpumppu, joka pumppaa aktiivisesti natriumia ulos solusta ja kaliumia soluun. Tämä pumppu on kalvon läpäisevä proteiini, joka kykenee konformationaalisiin uudelleenjärjestelyihin. Siksi se voi kiinnittää itseensä sekä kaliumioneja että natriumioneja (antiportti). Prosessi on energiaintensiivinen:

Natriumionit ja ATP-molekyyli tulevat pumppuproteiiniin kalvon sisältä ja kaliumionit ulkopuolelta.

Natrium-ionit yhdistyvät proteiinimolekyyliin ja proteiini saa ATPaasiaktiivisuuden, ts. kyky aiheuttaa ATP-hydrolyysiä, johon liittyy pumppua ohjaavan energian vapautuminen.

ATP-hydrolyysin aikana vapautuva fosfaatti kiinnittyy proteiiniin, ts. fosforyloi proteiinia.

Fosforylaatio aiheuttaa konformaatiomuutoksen proteiinissa, se ei pysty pidättämään natriumioneja. He vapautetaan ja menevät solun ulkopuolelle.

Proteiinin uusi konformaatio edistää kalium-ionien lisäämistä siihen.

Kaliumionien lisääminen aiheuttaa proteiinin defosforylaation. Hän muuttaa jälleen muotoaan.

Muutos proteiinin konformaatiossa johtaa kalium-ionien vapautumiseen solun sisällä.

Proteiini on jälleen valmis kiinnittämään natriumioneja itseensä.

Yhdessä toimintajaksossa pumppu pumppaa 3 natriumionia ulos kennosta ja 2 kalium-ionia.

Sytoplasma- solun pakollinen komponentti, joka on suljettu solun pintalaitteiston ja ytimen väliin. Se on monimutkainen heterogeeninen rakennekompleksi, joka koostuu:

hyaloplasma

organellit (sytoplasman pysyvät komponentit)

sulkeumat - sytoplasman väliaikaiset komponentit.

sytoplasminen matriisi(hyaloplasma) on solun sisäinen sisältö - väritön, paksu ja läpinäkyvä kolloidinen liuos. Sytoplasmisen matriisin komponentit suorittavat biosynteesiprosesseja solussa, sisältävät entsyymejä, jotka ovat välttämättömiä energian muodostukselle, pääasiassa anaerobisen glykolyysin vuoksi.

Sytoplasmisen matriisin perusominaisuudet.

Määrittää solun kolloidiset ominaisuudet. Yhdessä tyhjiöjärjestelmän solunsisäisten kalvojen kanssa sitä voidaan pitää erittäin heterogeenisena tai monifaasisena kolloidisena järjestelmänä.

Tarjoaa muutoksen sytoplasman viskositeetissa, siirtymisen geelistä (paksumpi) sooliin (nesteisempään), mikä tapahtuu ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksesta.

Tarjoaa sykloosin, ameboidiliikkeen, solujen jakautumisen ja pigmentin liikkeen kromatoforeissa.

Määrittää solunsisäisten komponenttien sijainnin polariteetin.

Tarjoaa solujen mekaaniset ominaisuudet - elastisuus, kyky sulautua, jäykkyys.

Organellit- pysyvät solurakenteet, jotka varmistavat solun tiettyjen toimintojen suorittamisen. Rakenteen ominaisuuksista riippuen on:

kalvoiset organellit - niillä on kalvorakenne. Ne voivat olla yksikalvoisia (ER, Golgi-laitteisto, lysosomit, kasvisolujen vakuolit). Kaksoiskalvo (mitokondriot, plastidit, ydin).

Ei-kalvoorganellit - niillä ei ole kalvorakennetta (kromosomit, ribosomit, solukeskus, sytoskeletoni).

Yleiskäyttöiset organellit - ominainen kaikille soluille: tuma, mitokondriot, solukeskus, Golgi-laitteisto, ribosomit, ER, lysosomit. Jos organellit ovat ominaisia ​​tietyntyyppisille soluille, niitä kutsutaan erityisiksi organelleiksi (esimerkiksi myofibrilleiksi, jotka supistavat lihaskuitua).

Endoplasminen verkkokalvo- yksi jatkuva rakenne, jonka kalvo muodostaa useita tubuluksilta, mikrovakuoleilta ja suurilta vesisäiliöiltä näyttäviä invaginaatioita ja taitoksia. EPS-kalvot liittyvät toisaalta solun sytoplasmiseen kalvoon ja toisaalta ydinkalvon ulkokuoreen.

EPS:ää on kahta tyyppiä - karkea ja sileä.

Karkeassa tai rakeisessa ER:ssä säiliöt ja tubulukset liittyvät ribosomeihin. on kalvon ulkopuoli.. Sileässä tai agranulaarisessa EPS:ssä ei ole yhteyttä ribosomeihin. Tämä on kalvon sisäpuoli.

Eläinsolujen ulompi solukalvo (plasmalemma, sytolemma, plasmakalvo). peitetty ulkopuolelta (eli puolelta, joka ei ole kosketuksissa sytoplasmaan) kerroksella oligosakkaridiketjuja, jotka ovat kovalenttisesti kiinnittyneet kalvon proteiineihin (glykoproteiineihin) ja vähemmässä määrin lipideihin (glykolipideihin). Tätä kalvon hiilihydraattipäällystettä kutsutaan glykokaliksi. Glykokaliksin tarkoitus ei ole vielä kovin selvä; oletetaan, että tämä rakenne osallistuu solujen välisen tunnistusprosesseihin.

Kasvisoluissa ulomman solukalvon päällä on tiivis selluloosakerros, jossa on huokoset, joiden kautta kommunikointi tapahtuu naapurisolujen välillä sytoplasmisten siltojen kautta.

Solut sieniä plasmalemman päällä - tiheä kerros kitiini.

klo bakteerit – mureina.

Biologisten kalvojen ominaisuudet

1. Kyky koota itsekseen tuhoisan vaikutuksen jälkeen. Tämän ominaisuuden määräävät fosfolipidimolekyylien fysikaalis-kemialliset ominaisuudet, jotka vesiliuoksessa yhdistyvät niin, että molekyylien hydrofiiliset päät kääntyvät ulospäin ja hydrofobiset päät sisäänpäin. Proteiineja voidaan sisällyttää valmiisiin fosfolipidikerroksiin. Kyky kokoontua itse on välttämätöntä solutasolla.

2. Puoliläpäisevyys(selektiivisyys ionien ja molekyylien siirrossa). Varmistaa ioni- ja molekyylikoostumuksen pysyvyyden säilymisen solussa.

3. Kalvon juoksevuus. Kalvot eivät ole jäykkiä rakenteita, vaan ne vaihtelevat jatkuvasti lipidi- ja proteiinimolekyylien pyörimis- ja värähtelyliikkeiden vuoksi. Tämä saa aikaan suuren määrän entsymaattisia ja muita kemiallisia prosesseja kalvoissa.

4. Kalvojen fragmenteilla ei ole vapaita päitä, koska ne ovat suljettuja kupliin.

Solukalvon (plasmalemma) toiminnot

Plasmalemman päätehtävät ovat seuraavat: 1) este, 2) reseptori, 3) vaihto, 4) kuljetus.

1. estetoiminto. Se ilmenee siinä, että plasmalemma rajoittaa solun sisältöä, erottaen sen ulkoisesta ympäristöstä, ja solunsisäiset kalvot jakavat sytoplasman erillisiksi reaktiosoluiksi. osastoja.

2. reseptorin toiminta. Yksi plasmalemman tärkeimmistä tehtävistä on varmistaa solun kommunikaatio (yhteys) ulkoiseen ympäristöön kalvoissa olevan reseptorilaitteen kautta, jolla on proteiini- tai glykoproteiiniluonne. Plasmalemman reseptorimuodostelmien päätehtävä on ulkoisten signaalien tunnistaminen, minkä ansiosta solut ovat oikein suunnattuja ja muodostavat kudoksia erilaistumisprosessissa. Erilaisten säätelyjärjestelmien aktiivisuus sekä immuunivasteen muodostuminen liittyy reseptorin toimintaan.

vaihtotoiminto määräytyy entsyymiproteiinien sisällöstä biologisissa kalvoissa, jotka ovat biologisia katalyyttejä. Niiden aktiivisuus vaihtelee riippuen väliaineen pH:sta, lämpötilasta, paineesta, sekä substraatin että itse entsyymin pitoisuudesta. Entsyymit määräävät avainreaktioiden voimakkuuden aineenvaihduntaa sekä suuntautuminen.

Kalvojen kuljetustoiminto. Kalvo mahdollistaa erilaisten kemikaalien selektiivisen tunkeutumisen soluun ja solusta ympäristöön. Aineiden kuljetus on välttämätöntä sopivan pH:n ylläpitämiseksi solussa, oikeanlaisen ionipitoisuuden ylläpitämiseksi, mikä varmistaa solun entsyymien tehokkuuden. Kuljetus toimittaa ravinteita, jotka toimivat energianlähteenä, sekä materiaalia erilaisten solukomponenttien muodostumiseen. Se määrää myrkyllisten jätteiden poistumisen solusta, erilaisten hyödyllisten aineiden erittymisen sekä hermo- ja lihastoiminnan kannalta välttämättömien ionigradienttien muodostumisen Muutokset aineiden siirtymisnopeudessa voivat aiheuttaa häiriöitä bioenergeettisissä prosesseissa, vesi-suola-aineenvaihdunnassa , kiihtyvyys ja muut prosessit. Näiden muutosten korjaaminen on monien lääkkeiden toiminnan taustalla.

On kaksi päätapaa, joilla aineet tulevat soluun ja ulos solusta ulkoiseen ympäristöön;

passiivinen kuljetus,

aktiivinen kuljetus.

Passiivinen kuljetus kulkee kemiallisen tai sähkökemiallisen pitoisuuden gradienttia pitkin kuluttamatta ATP-energiaa. Jos kuljetettavan aineen molekyylissä ei ole varausta, passiivisen kuljetuksen suunta määräytyy vain tämän aineen pitoisuuden eron perusteella kalvon molemmilla puolilla (kemiallinen pitoisuusgradientti). Jos molekyyli on varautunut, niin sen kuljetukseen vaikuttavat sekä kemiallinen pitoisuusgradientti että sähköinen gradientti (kalvopotentiaali).

Molemmat gradientit yhdessä muodostavat sähkökemiallisen gradientin. Aineiden passiivinen kuljetus voidaan suorittaa kahdella tavalla: yksinkertainen diffuusio ja helpotettu diffuusio.

Yksinkertaisella diffuusiolla suola-ionit ja vesi voivat tunkeutua selektiivisten kanavien läpi. Nämä kanavat muodostavat jotkut transmembraaniproteiinit, jotka muodostavat päästä päähän -kuljetusreittejä, jotka ovat avoinna pysyvästi tai vain lyhyen aikaa. Selektiivisten kanavien kautta tunkeutuu erilaisia ​​molekyylejä, joiden koko ja varaus vastaavat kanavia.

Yksinkertaiseen diffuusioon on toinenkin tapa - tämä on aineiden diffuusio lipidikaksoiskerroksen läpi, jonka läpi rasvaliukoiset aineet ja vesi kulkevat helposti. Lipidikaksoiskerros ei läpäise varautuneita molekyylejä (ioneja), ja samalla varauksettomat pienet molekyylit voivat diffuusoitua vapaasti, ja mitä pienempi molekyyli, sitä nopeammin se kulkeutuu. Melko korkea veden diffuusionopeus lipidikaksoiskerroksen läpi johtuu juuri sen molekyylien pienestä koosta ja varauksen puuttumisesta.

Helpotettu diffuusio proteiinit ovat mukana aineiden kuljettamisessa - kantajia, jotka toimivat "ping-pongin" periaatteella. Tässä tapauksessa proteiini esiintyy kahdessa konformaatiotilassa: "pong"-tilassa kuljetetun aineen sitoutumiskohdat ovat avoimia kaksoiskerroksen ulkopuolella ja "ping"-tilassa samat kohdat avautuvat toisella puolella. puolella. Tämä prosessi on palautuva. Se, miltä puolelta aineen sitoutumiskohta on auki tietyllä hetkellä, riippuu tämän aineen pitoisuusgradientista.

Tällä tavalla sokerit ja aminohapot kulkeutuvat kalvon läpi.

Helpotetun diffuusion avulla aineiden kulkunopeus kasvaa merkittävästi verrattuna yksinkertaiseen diffuusioon.

Kantajaproteiinien lisäksi jotkin antibiootit, kuten gramidiini ja valinomysiini, osallistuvat helpotettuun diffuusioon.

Koska ne tarjoavat ionien kuljetuksen, niitä kutsutaan ionoforit.

Aktiivinen aineiden kuljetus solussa. Tämäntyyppiseen kuljetukseen liittyy aina energiakustannuksia. Aktiiviseen kuljetukseen tarvittava energialähde on ATP. Tämän tyyppisen kuljetuksen ominaispiirre on, että se suoritetaan kahdella tavalla:

ATPaasi-nimien entsyymien avulla;

kuljetus kalvopakkauksessa (endosytoosi).

AT ulompi solukalvo sisältää entsyymiproteiineja, kuten ATPaaseja, joiden tehtävänä on tarjota aktiivista kuljetusta ioneja pitoisuusgradienttia vastaan. Koska ne kuljettavat ioneja, tätä prosessia kutsutaan ionipumpuksi.

Eläinsoluissa on neljä pääasiallista ioninkuljetusjärjestelmää. Niistä kolme kuljettaa biologisten kalvojen läpi: Na + ja K +, Ca +, H + ja neljäs - protonien siirto mitokondrioiden hengitysketjun toiminnan aikana.

Esimerkki aktiivisesta ioninsiirtomekanismista on natrium-kaliumpumppu eläinsoluissa. Se ylläpitää solussa vakiona natrium- ja kalium-ionien pitoisuutta, joka eroaa näiden aineiden pitoisuudesta ympäristössä: normaalisti solussa on vähemmän natriumioneja kuin ympäristössä ja enemmän kaliumia.

Tämän seurauksena yksinkertaisen diffuusion lakien mukaan kaliumilla on taipumus poistua solusta ja natrium diffundoituu soluun. Toisin kuin yksinkertainen diffuusio, natrium-kaliumpumppu pumppaa jatkuvasti natriumia pois solusta ja ruiskuttaa kaliumia: kolmea natriummolekyyliä kohti, jotka heitetään ulos, soluun syötetään kaksi kaliummolekyyliä.

Tämän natrium-kalium-ionien kuljetuksen varmistaa ATP-riippuvainen entsyymi, joka on lokalisoitunut kalvoon siten, että se tunkeutuu sen koko paksuuteen.Natrium ja ATP tulevat tähän entsyymiin kalvon sisältä ja kalium kalvon sisältä. ulkopuolella.

Natriumin ja kaliumin siirtyminen kalvon läpi tapahtuu konformaatiomuutosten seurauksena, joita natrium-kalium-riippuvainen ATPaasi käy läpi ja joka aktivoituu, kun natriumin pitoisuus solun sisällä tai kaliumpitoisuus ympäristössä kasvaa.

Tämän pumpun käyttö edellyttää ATP-hydrolyysiä. Tämän prosessin tarjoaa sama natrium-kalium-riippuvainen ATP-aasientsyymi. Samaan aikaan yli kolmasosa eläinsolun levossa kuluttamasta ATP:stä kuluu natrium-kaliumpumpun työhön.

Natrium-kaliumpumpun asianmukaisen toiminnan rikkominen johtaa erilaisiin vakaviin sairauksiin.

Tämän pumpun hyötysuhde ylittää 50%, mitä ei saavuteta edistyneimmillä ihmisen luomilla koneilla.

Monia aktiivisia kuljetusjärjestelmiä ohjaa ionigradientteihin varastoitunut energia eikä ATP:n suora hydrolyysi. Kaikki ne toimivat yhteiskuljetusjärjestelminä (helpoten pienmolekyylipainoisten yhdisteiden kuljetusta). Esimerkiksi tiettyjen sokereiden ja aminohappojen aktiivinen kuljetus eläinsoluihin määräytyy natriumionigradientin mukaan, ja mitä korkeampi natriumionigradientti on, sitä suurempi on glukoosin absorptionopeus. Kääntäen, jos natriumin pitoisuus solujen välisessä tilassa laskee huomattavasti, glukoosin kuljetus pysähtyy. Tässä tapauksessa natriumin tulee liittyä natriumista riippuvaiseen glukoosin kantajaproteiiniin, jolla on kaksi sitoutumiskohtaa: yksi glukoosille ja toinen natriumille. Soluun tunkeutuvat natriumionit edistävät kantajaproteiinin kulkeutumista soluun glukoosin mukana. Glukoosin mukana soluun tulleet natriumionit pumpataan takaisin natrium-kalium-riippuvaisen ATPaasin toimesta, joka ylläpitämällä natriumkonsentraatiogradienttia säätelee epäsuorasti glukoosin kuljetusta.

Aineiden kuljetus kalvopakkauksessa. Suuret biopolymeerimolekyylit eivät käytännössä pysty tunkeutumaan plasmalemman läpi millään edellä kuvatuista aineiden soluunkuljetusmekanismeista. Solu sieppaa ne ja imeytyy kalvopakkaukseen, jota kutsutaan endosytoosi. Jälkimmäinen on muodollisesti jaettu fagosytoosiin ja pinosytoosiin. Solu sitoo kiinteitä hiukkasia fagosytoosi ja nestettä - pinosytoosi. Endosytoosin aikana havaitaan seuraavat vaiheet:

imeytyneen aineen vastaanotto solukalvon reseptoreiden takia;

kalvon tunkeutuminen kuplan (rakkuloiden) muodostumiseen;

endosyyttisen rakkulan erottaminen kalvosta energiankulutuksella - fagosomien muodostuminen ja kalvon eheyden palauttaminen;

Fagosomin fuusio lysosomin kanssa ja muodostuminen fagolysosomit (ruoansulatusvakuoli), jossa imeytyneiden hiukkasten pilkkominen tapahtuu;

hajoamattoman materiaalin poistaminen fagolysosomista solusta ( eksosytoosi).

Eläinkunnassa endosytoosi on tyypillinen tapa ruokkia monia yksisoluisia organismeja (esimerkiksi ameeboissa), ja monisoluisten organismien joukossa tämän tyyppinen ruokapartikkelien pilkkominen esiintyy endodermaalisissa soluissa coelenteraateissa. Mitä tulee nisäkkäisiin ja ihmisiin, niillä on retikulo-histio-endoteliaalinen solujärjestelmä, joka kykenee endosytoosiin. Esimerkkejä ovat veren leukosyytit ja maksan Kupffer-solut. Jälkimmäiset reunustavat maksan niin kutsuttuja sinimuotoisia kapillaareja ja vangitsevat erilaisia ​​veressä suspendoituneita vieraita hiukkasia. Eksosytoosi- tämä on myös tapa poistaa monisoluisen organismin solusta sen erittämä substraatti, joka on välttämätön muiden solujen, kudosten ja elinten toiminnalle.

9.5.1. Yksi kalvojen päätehtävistä on osallistuminen aineiden kuljettamiseen. Tämä prosessi saadaan aikaan kolmella päämekanismilla: yksinkertainen diffuusio, helpotettu diffuusio ja aktiivinen kuljetus (kuva 9.10). Muista kussakin tapauksessa näiden mekanismien tärkeimmät ominaisuudet ja esimerkit kuljetettavista aineista.

Kuva 9.10. Molekyylien kuljetusmekanismit kalvon läpi

yksinkertainen diffuusio- aineiden siirto kalvon läpi ilman erityisten mekanismien osallistumista. Kuljetus tapahtuu pitoisuusgradienttia pitkin ilman energiankulutusta. Pienet biomolekyylit - H2O, CO2, O2, urea, hydrofobiset alhaisen molekyylipainon aineet kuljetetaan yksinkertaisella diffuusiolla. Yksinkertaisen diffuusion nopeus on verrannollinen pitoisuusgradienttiin.

Helpotettu diffuusio- aineiden siirto kalvon läpi proteiinikanavien tai erityisten kantajaproteiinien avulla. Se suoritetaan pitoisuusgradienttia pitkin ilman energiankulutusta. Monosakkarideja, aminohappoja, nukleotideja, glyserolia, joitain ioneja kuljetetaan. Kyllästyskinetiikka on ominaista - siirretyn aineen tietyllä (kyllästävällä) pitoisuudella kaikki kantajamolekyylit osallistuvat siirtoon ja kuljetusnopeus saavuttaa raja-arvon.

aktiivinen kuljetus- vaatii myös erityisten kantajaproteiinien osallistumista, mutta siirto tapahtuu pitoisuusgradienttia vastaan ​​ja vaatii siksi energiaa. Tämän mekanismin avulla Na+-, K+-, Ca2+-, Mg2+-ionit kulkeutuvat solukalvon läpi ja protonit mitokondriokalvon läpi. Aineiden aktiiviselle kuljetukselle on ominaista kyllästyskinetiikka.

9.5.2. Esimerkki kuljetusjärjestelmästä, joka suorittaa aktiivisen ionikuljetuksen, on Na+,K+-adenosiinitrifosfataasi (Na+,K+-ATPaasi tai Na+,K+-pumppu). Tämä proteiini sijaitsee plasmakalvon paksuudessa ja pystyy katalysoimaan ATP-hydrolyysin reaktiota. Yhden ATP-molekyylin hydrolyysin aikana vapautuvaa energiaa käytetään siirtämään 3 Na + -ionia solusta solunulkoiseen tilaan ja 2 K + -ionia vastakkaiseen suuntaan (kuva 9.11). Na +, K + -ATPaasin toiminnan seurauksena syntyy pitoisuusero solun sytosolin ja solunulkoisen nesteen välille. Koska ionien kuljetus ei ole ekvivalenttia, syntyy sähköpotentiaalien ero. Siten syntyy sähkökemiallinen potentiaali, joka on sähköpotentiaalieron Δφ energian ja kalvon molemmilla puolilla olevien aineiden pitoisuuksien eron energian ΔС summa.

Kuva 9.11. Kaavio Na+, K+ -pumpusta.

9.5.3. Siirtyy hiukkasten ja makromolekyyliyhdisteiden kalvojen läpi

Kantajien suorittaman orgaanisten aineiden ja ionien kuljetuksen ohella solussa on hyvin erityinen mekanismi, joka on suunniteltu absorboimaan ja poistamaan makromolekyyliyhdisteitä solusta muuttamalla biokalvon muotoa. Tällaista mekanismia kutsutaan vesikulaarinen kuljetus.

Kuva 9.12. Vesikulaarikuljetuksen tyypit: 1 - endosytoosi; 2 - eksosytoosi.

Makromolekyylien siirron aikana tapahtuu kalvon ympäröimien vesikkeleiden (vesikkelien) peräkkäistä muodostumista ja fuusiota. Kuljetussuunnan ja siirrettyjen aineiden luonteen mukaan erotetaan seuraavat vesikulaarikuljetukset:

Endosytoosi(Kuva 9.12, 1) - aineiden siirtyminen soluun. Saatujen vesikkelien koosta riippuen on:

a) pinosytoosi - nestemäisten ja liuenneiden makromolekyylien (proteiinit, polysakkaridit, nukleiinihapot) absorptio käyttämällä pieniä kuplia (halkaisijaltaan 150 nm);

b) fagosytoosi — suurten hiukkasten, kuten mikro-organismien tai solujätteen, imeytyminen. Tässä tapauksessa muodostuu suuria rakkuloita, joita kutsutaan fagosomeiksi, joiden halkaisija on yli 250 nm.

Pinosytoosi on ominaista useimmille eukaryoottisoluille, kun taas suuret hiukkaset absorboivat erikoistuneet solut - leukosyytit ja makrofagit. Endosytoosin ensimmäisessä vaiheessa aineet tai hiukkaset adsorboituvat kalvon pinnalle, tämä prosessi tapahtuu ilman energiankulutusta. Seuraavassa vaiheessa kalvo, jossa on adsorboitunut aine, syttyy sytoplasmaan; tuloksena olevat paikalliset plasmakalvon invaginaatiot sidotaan solun pinnalta muodostaen rakkuloita, jotka sitten kulkeutuvat soluun. Tämä prosessi on yhdistetty mikrofilamenttijärjestelmällä ja on energiariippuvainen. Soluun tulevat rakkulat ja fagosomit voivat sulautua lysosomien kanssa. Lysosomien sisältämät entsyymit hajottavat vesikkeleissä ja fagosomeissa olevat aineet pienimolekyylisiksi tuotteiksi (aminohapot, monosakkaridit, nukleotidit), jotka kuljetetaan sytosoliin, jossa solu voi käyttää niitä.

Eksosytoosi(Kuva 9.12, 2) - hiukkasten ja suurten yhdisteiden siirtyminen solusta. Tämä prosessi, kuten endosytoosi, etenee energian imeytymisen myötä. Eksosytoosin päätyypit ovat:

a) eritys - vesiliukoisten yhdisteiden poistaminen solusta, joita käytetään tai jotka vaikuttavat kehon muihin soluihin. Sen voivat suorittaa sekä erikoistumattomat solut että umpirauhasten solut, maha-suolikanavan limakalvot, jotka ovat mukautettuja erittämään niiden tuottamia aineita (hormonit, välittäjäaineet, proentsyymit) kehon erityistarpeista riippuen. .

Eritetyt proteiinit syntetisoidaan ribosomeissa, jotka liittyvät karkean endoplasmisen retikulumin kalvoihin. Nämä proteiinit kuljetetaan sitten Golgin laitteeseen, jossa ne modifioidaan, väkevöidään, lajitellaan ja pakataan sitten vesikkeleiksi, jotka pilkkoutuvat sytosoliin ja sulautuvat sen jälkeen plasmakalvoon niin, että rakkuloiden sisältö on solun ulkopuolella.

Toisin kuin makromolekyylit, pienet erittyneet hiukkaset, kuten protonit, kuljetetaan ulos solusta helpotetun diffuusion ja aktiivisten kuljetusmekanismien avulla.

b) erittyminen - sellaisten aineiden poistaminen solusta, joita ei voida käyttää (esimerkiksi verkkokalvon aineen poistaminen retikulosyyteistä erytropoieesin aikana, joka on organellien aggregoitunut jäännös). Erittymismekanismi ilmeisesti koostuu siitä, että aluksi erittyneet hiukkaset ovat sytoplasmisessa vesikkelissä, joka sitten sulautuu plasmakalvoon.

solukalvo

Kuva solukalvosta. Pienet siniset ja valkoiset pallot vastaavat fosfolipidien hydrofobisia "päitä" ja niihin kiinnitetyt linjat vastaavat hydrofiilisiä "häntiä". Kuvassa on vain integraaliset kalvoproteiinit (punaiset pallot ja keltaiset heliksit). Keltaiset soikeat täplät kalvon sisällä - kolesterolimolekyylit Keltaisen vihreät helmiketjut kalvon ulkopuolella - oligosakkaridiketjut, jotka muodostavat glykokalyksin

Biologinen kalvo sisältää myös erilaisia ​​proteiineja: integraali (tunkeutuu kalvon läpi), puoliintegraali (toisesta päästä upotettu ulompaan tai sisempään lipidikerrokseen), pinta (sijaitsee kalvon ulkopinnalla tai sisäsivujen vieressä). Jotkut proteiinit ovat solukalvon kosketuspisteitä solun sisällä olevan sytoskeleton kanssa ja soluseinän (jos sellaista on) ulkopuolella. Jotkut integraaliproteiineista toimivat ionikanavina, erilaisina kuljettajina ja reseptoreina.

Toiminnot

• este - tarjoaa säädellyn, selektiivisen, passiivisen ja aktiivisen aineenvaihdunnan ympäristön kanssa. Esimerkiksi peroksisomikalvo suojaa sytoplasmaa solulle vaarallisilta peroksideilta. Selektiivinen läpäisevyys tarkoittaa, että kalvon läpäisevyys eri atomeille tai molekyyleille riippuu niiden koosta, sähkövarauksesta ja kemiallisista ominaisuuksista. Selektiivinen läpäisevyys varmistaa solun ja soluosaston erottamisen ympäristöstä ja toimittaa niille tarvittavat aineet.
• kuljetus - kalvon läpi tapahtuu aineiden kuljetus soluun ja solusta ulos. Kuljetus kalvojen läpi mahdollistaa: ravinteiden toimittamisen, aineenvaihdunnan lopputuotteiden poistumisen, erilaisten aineiden erittymisen, ionigradienttien muodostumisen, optimaalisen ionien pitoisuuden ylläpitämisen solussa, jotka ovat välttämättömiä solujen toiminnan kannalta. soluentsyymit.
  Hiukkaset, jotka eivät jostain syystä pysty läpäisemään fosfolipidikaksoiskerrosta (esimerkiksi hydrofiilisten ominaisuuksien vuoksi, koska kalvo on sisältä hydrofobinen eikä päästä hydrofiilisiä aineita läpi, tai suuren koonsa vuoksi), mutta solulle välttämättömiä , voivat tunkeutua kalvon läpi erityisten kantajaproteiinien (kuljettajien) ja kanavaproteiinien kautta tai endosytoosin kautta.
  Passiivisessa kuljetuksessa aineet ylittävät lipidikaksoiskerroksen ilman energiankulutusta pitoisuusgradienttia pitkin diffuusion kautta. Tämän mekanismin muunnelma on helpotettu diffuusio, jossa tietty molekyyli auttaa ainetta kulkemaan kalvon läpi. Tällä molekyylillä voi olla kanava, joka päästää vain yhden tyyppisen aineen läpi.
  Aktiivinen kuljetus vaatii energiaa, koska se tapahtuu pitoisuusgradienttia vastaan. Kalvolla on erityisiä pumppuproteiineja, mukaan lukien ATPaasi, joka pumppaa aktiivisesti kaliumioneja (K +) soluun ja pumppaa natriumioneja (Na +) ulos siitä.
• matriisi - tarjoaa kalvoproteiinien tietyn suhteellisen sijainnin ja suunnan, niiden optimaalisen vuorovaikutuksen.
• mekaaninen - varmistaa solun autonomian, sen solunsisäiset rakenteet sekä yhteyden muihin soluihin (kudoksissa). Soluseinillä on tärkeä rooli mekaanisen toiminnan tarjoamisessa ja eläimissä - solujen välisessä aineessa.
• energia - fotosynteesin aikana kloroplasteissa ja soluhengityksen aikana mitokondrioissa niiden kalvoissa toimivat energiansiirtojärjestelmät, joihin myös proteiinit osallistuvat;
• reseptori - jotkut kalvossa sijaitsevat proteiinit ovat reseptoreita (molekyylejä, joiden avulla solu havaitsee tiettyjä signaaleja).
  Esimerkiksi veressä kiertävät hormonit vaikuttavat vain kohdesoluihin, joissa on näitä hormoneja vastaavat reseptorit. Välittäjäaineet (kemikaalit, jotka johtavat hermoimpulsseja) sitoutuvat myös kohdesolujen spesifisiin reseptoriproteiineihin.
• entsymaattinen - kalvoproteiinit ovat usein entsyymejä. Esimerkiksi suoliston epiteelisolujen plasmakalvot sisältävät ruoansulatusentsyymejä.
• biopotentiaalien synnyttämisen ja johtamisen toteuttaminen.
  Kalvon avulla ylläpidetään ionien vakiopitoisuutta solussa: K + -ionin pitoisuus solun sisällä on paljon suurempi kuin sen ulkopuolella ja Na + -pitoisuus on paljon pienempi, mikä on erittäin tärkeää, koska tämä säilyttää potentiaalieron kalvon poikki ja synnyttää hermoimpulssin.
• solumerkintä - kalvolla on antigeenejä, jotka toimivat markkereina - "leimat", jotka mahdollistavat solun tunnistamisen. Nämä ovat glykoproteiineja (eli proteiineja, joihin on kiinnitetty haarautuneita oligosakkaridisivuketjuja), joilla on "antennien" rooli. Lukuisten sivuketjukonfiguraatioiden ansiosta on mahdollista tehdä erityinen markkeri jokaiselle solutyypille. Markkerien avulla solut voivat tunnistaa muita soluja ja toimia yhdessä niiden kanssa esimerkiksi muodostaessaan elimiä ja kudoksia. Sen avulla immuunijärjestelmä pystyy myös tunnistamaan vieraita antigeenejä.

Biokalvojen rakenne ja koostumus

Kalvot koostuvat kolmesta lipidien luokasta: fosfolipideistä, glykolipideistä ja kolesterolista. Fosfolipidit ja glykolipidit (lipidit, joihin on kiinnittynyt hiilihydraatteja) koostuvat kahdesta pitkästä hydrofobisesta hiilivety "hännästä", jotka liittyvät varautuneeseen hydrofiiliseen "päähän". Kolesteroli jäykistää kalvoa täyttämällä vapaan tilan hydrofobisten lipidipyrstöjen välillä ja estämällä niitä taipumasta. Siksi kalvot, joiden kolesterolipitoisuus on alhainen, ovat joustavampia, kun taas korkean kolesterolipitoisuuden omaavat kalvot ovat jäykempiä ja hauraampia. Kolesteroli toimii myös "sulkejana", joka estää polaaristen molekyylien liikkumisen solusta ja soluun. Tärkeä osa kalvoa koostuu proteiineista, jotka läpäisevät sen ja vastaavat kalvojen erilaisista ominaisuuksista. Niiden koostumus ja suuntaus eri kalvoissa vaihtelee.

Solukalvot ovat usein epäsymmetrisiä, eli kerrokset eroavat lipidikoostumuksesta, yksittäisen molekyylin siirtymisestä kerroksesta toiseen (ns. varvastossu) on vaikea.

Kalvoorganellit

Nämä ovat suljettuja yksittäisiä tai toisiinsa liittyviä sytoplasman osia, jotka on erotettu hyaloplasmasta kalvoilla. Yksikalvoisia organelleja ovat endoplasminen verkkokalvo, Golgin laite, lysosomit, vakuolit, peroksisomit; kaksikalvoiseen - ydin, mitokondriot, plastidit. Erilaisten organellien kalvojen rakenne eroaa lipidien ja kalvoproteiinien koostumuksesta.

Valikoiva läpäisevyys

Solukalvoilla on selektiivinen läpäisevyys: glukoosi, aminohapot, rasvahapot, glyseroli ja ionit diffundoituvat hitaasti niiden läpi, ja kalvot itse säätelevät tätä prosessia aktiivisesti jossain määrin - jotkut aineet kulkevat läpi, kun taas toiset eivät. Aineiden pääsylle soluun tai niiden poistamiselle solusta ulos on neljä päämekanismia: diffuusio, osmoosi, aktiivinen kuljetus ja ekso- tai endosytoosi. Kaksi ensimmäistä prosessia ovat luonteeltaan passiivisia, eli ne eivät vaadi energiaa; kaksi viimeistä ovat aktiivisia energiankulutukseen liittyviä prosesseja.

Kalvon selektiivinen läpäisevyys passiivisen kuljetuksen aikana johtuu erityisistä kanavista - integraalisista proteiineista. Ne tunkeutuvat kalvon läpi ja läpi muodostaen eräänlaisen käytävän. Alkuaineilla K, Na ja Cl on omat kanavansa. Pitoisuusgradientin suhteen näiden alkuaineiden molekyylit liikkuvat soluun ja sieltä ulos. Ärsyttyessä natriumionikanavat avautuvat ja natriumioneja virtaa jyrkästi soluun. Tämä johtaa epätasapainoon kalvopotentiaalissa. Sen jälkeen kalvopotentiaali palautuu. Kaliumkanavat ovat aina auki, niiden kautta kaliumionit tulevat hitaasti soluun.

Katso myös

Kirjallisuus

• Antonov V. F., Smirnova E. N., Shevchenko E. V. Lipidikalvot faasimuutosten aikana. - M .: Nauka, 1994.
• Gennis R. Biokalvot. Molekyylirakenne ja toiminnot: käännös englannista. = Biokalvot. Molekyylirakenne ja toiminta (Robert B. Gennis). - 1. painos. - M .: Mir, 1997. - ISBN 5-03-002419-0
• Ivanov V. G., Berestovski T. N. biologisten kalvojen lipidikaksoiskerros. - M .: Nauka, 1982.
• Rubin A.B. Biofysiikka, oppikirja 2 osassa. - 3. painos, tarkistettu ja laajennettu. - M .: Moscow University Press, 2004. -