المحتوى
- النقل السلبي يستخدم تدرجات التركيز
- النقل النشط يستخدم الطاقة
- يتطلب الانتشار الميسر بروتينات الناقل عبر الغشاء
- أمثلة على الانتشار السهل: نقل أيونات الصوديوم والجلوكوز
- تسهيل نشر وانتشار الخلية
- العوامل المؤثرة في الانتشار الميسر
- أهمية الانتشار الميسر
أثناء القيام بوظائف مثل النمو والانقسام والتوليف ، تستخدم الخلايا وتنتج المواد التي يجب أن تكون قادرة على عبور أغشية الخلايا والعضيات.
تسمح أغشية الخلايا النصفية لبعض الجزيئات بالسفر عبر تركيز التدرج من الجانب عالي التركيز للغشاء إلى الجانب منخفض التركيز من خلال الانتشار البسيط.
نشر الميسر يتيح للجزيئات الهامة الأخرى العبور بطريقة انتقائية من حيث أنها تستخدم البروتينات المدمجة في غشاء الخلية للسماح لبعض المواد بالعبور.
ال بروتينات الغشاء للنشر الميسر إما تشكل فتحات في الغشاء والتحكم في ما يمكن أن يمر ، أو أنها تحمل بنشاط جزيئات محددة من خلال الغشاء. هذه العملية مهمة بشكل خاص للتحكم في تدفق أيونات لأن العديد من وظائف الخلية تعتمد على وجود أيونات معينة للسماح بتفاعل كيميائي.
بالإضافة إلى أيونات ، يمكن للبروتينات الحاملة تسهيل مرور الجزيئات الكبيرة مثل الجلوكوز.
النقل السلبي يستخدم تدرجات التركيز
يمكن نقل المواد التي تنتجها الخلية أو التي تحتاجها عبر أغشية الخلايا والعضيات بعدة طرق. النقل السلبي لا يتطلب مدخلات الطاقة ويستخدم التدرج تركيز السلطة لحركة الجزيئات.
في ال بسيط نوع الانتشار من النقل السلبي ، يحدث الانتشار عبر غشاء نصف نافذ من الجانب مع تركيز أعلى للمادة المنقولة إلى الجانب بتركيز منخفض. تمر المادة عبر الغشاء أسفل تدرج التركيز ، ولكن يتم حظر بعض الجزيئات.
إذا اضطرت الجزيئات المحظورة إلى عبور الغشاء لأنها ضرورية على الجانب الآخر ، فيمكن للنشر الميسر نقل جزيئات معينة.
تعمل طريقة الانتشار من خلال البروتينات المضمنة بالأغشية ، لكنها لا تزال تعتمد على التدرج المركّز لتدفق الحركة الجزيئية عبر الغشاء. لا يتطلب الطاقة ، ولكن يمكن أن تكون البروتينات انتقائية حول الجزيئات التي تنقلها.
النقل النشط يستخدم الطاقة
في بعض الأحيان ، يجب نقل الجزيئات عبر أغشية من جانب بتركيز منخفض إلى الجانب الذي يحتوي على تركيز عالٍ. هذا يتعارض مع تركيز التدرج ويتطلب طاقة.
الخلايا التي تنفذ النقل النشط أنتجت الطاقة وتخزينها في أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) الجزيئات.
يعتمد النقل النشط على بروتينات شبيهة بالبروتينات المستخدمة للانتشار الميسر ، لكنها تستخدم الطاقة من ATP لنقل الجزيئات عبر الغشاء مقابل تدرج التركيز.
بعد تشكيل رابطة مع جزيء ليتم نقلها ، فإنها تستخدم أ مجموعة فوسفات من ATP لتغيير الشكل وإيداع الجزيء على الجانب الآخر من الغشاء.
يتطلب الانتشار الميسر بروتينات الناقل عبر الغشاء
يمكن أن تسمح أغشية الخلايا بمرور العديد من الجزيئات الصغيرة ، ولكن يتم حظر الأيونات المشحونة والجزيئات الأكبر حجمًا بشكل عام. الانتشار الميسّر هو وسيلة يمكن من خلالها لهذه المواد أن تدخل الخلايا وتتركها. يمكن أن تسهل بروتينات الناقل المضمنة في الغشاء مرور الأيونات بطريقتين.
يتم ترتيب بعض البروتينات حول ممر مركزي وإنشاء ثقب في الغشاء البلازمي للخلية ، مما يفتح الطريق عبر الأحماض الدهنية من الأغشية الداخلية. يمكن أن تمر أيونات معينة عبر هذه الفتحات ، ولكن البروتينات الحاملة مصممة للسماح بنوع واحد فقط من الأيونات.
لا تشكل البروتينات الأخرى فتحات ولكنها تنقل جزيئات كبيرة عبر أغشية الخلايا. لا يزال النقل مدعومًا بتدرج تركيز ، لكن البروتينات الحاملة ترتبط ارتباطًا نشطًا بالمادة التي تنقلها.
يرتبط جزء البروتين الموجود خارج غشاء الخلية في الفضاء خارج الخلية بجزيء المادة المراد نقلها ثم يطلقها في داخل الخلية.
أمثلة على الانتشار السهل: نقل أيونات الصوديوم والجلوكوز
عادة ال نافرة من الماء إن الأحماض الدهنية غير القطبية للأغشية تمنع مرور الجزيئات القطبية المشحونة مثل أيونات الصوديوم. البروتينات الحاملة التي توفر فتحات لهذه الأيونات تجذب الأيونات وتسهل مرورها عبر القنوات الأيونية.
قد يتم تصميمها للسماح بأيونات الصوديوم فقط والسماح لها بتمرير أيونات أخرى مثل أيونات البوتاسيوم. قد تتحكم فتحات بروتين الحامل أيضًا في تدفق الأيونات ، متوقفة عندما لا تحتاج الخلية إلى مزيد من الأيونات.
لنقل جزيئات الجلوكوز ، والتي عادة ما تكون أكبر من أن تمر عبر الغشاء ، بروتينات نقل الجلوكوز لديك موقع حيث يمكنهم ربط جزيئات الجلوكوز. يعلقون أنفسهم ويسهلون نقل الجلوكوز عبر غشاء الخلية. يصبح موقع البروتين الحامل فجوة نفاذية في الغشاء الذي لا يسمح لجزيء الجلوكوز بالعبور إلى مكان آخر.
تسهيل نشر وانتشار الخلية
يتعين على الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا أن تنسق أنشطتها ، مثل متى تنمو ومتى تنقسم. تقوم الخلايا بهذا التنسيق من خلال الإشارة إلى نوع النشاط الذي تشارك فيه وما هو مطلوب ، وإطلاق مواد كيميائية للإشارة. يسهل نشرها مع إشارات الخلية.
يمكن أن تكون الإشارات موضعية أو بعيدة ، مما يؤثر على الخلايا في الحي المباشر أو الخلايا في الأعضاء والأنسجة الأخرى. في كل حالة ، تنتقل جزيئات الإشارة بين الخلايا ويجب أن تدخل إما الخلايا المستهدفة أو تعلق على غشاءها لتوصيل الإشارة.
يمكن لبروتينات الانتشار الميسرة أن تسمح لجزيئات الإشارة هذه بدخول الخلايا حسب الحاجة وإغلاق حلقة الاتصال.
العوامل المؤثرة في الانتشار الميسر
لأن نشرها هو تسهيل آلية النقل السلبي، تحكمه عوامل في البيئة المباشرة حيث يتم النقل.
هناك أربعة عوامل من هذا القبيل:
في حين أن الخلايا يمكن أن تتحكم في عدد مواقع البروتين الحامل ، فإن سعة البروتين الحامل ثابتة ، وللخلية قدرة محدودة على التحكم في درجة حرارة العملية وتركيز المادة خارج الخلية. تصبح القدرة على إغلاق نشاط موقع البروتين الحامل مهمة للتحكم في عمليات الخلية.
أهمية الانتشار الميسر
يعتني الانتشار البسيط باحتياجات الخلايا من حيث الجزيئات الصغيرة غير القطبية ، لكن المواد المهمة الأخرى لا تستطيع عبور الأغشية بسهولة. لا يمكن للجزيئات القطبية والجزيئات الأكبر أن تنتشر عبر أغشية البلازما النصفية من الخلايا والعضيات لأن الطبقة الداخلية من الدهون والأحماض الدهنية تسدها.
يتيح الانتشار الميسر للمواد ذات الجزيئات القطبية أو الكبيرة الدخول والخروج من الخلايا بطريقة خاضعة للرقابة.
الجلوكوز والأحماض الأمينية ، على سبيل المثال ، هي جزيئات كبيرة تلعب دورا رئيسيا في وظائف الخلية. الجلوكوز عنصر غذائي مهم ، وتستخدم الأحماض الأمينية في العديد من عمليات الخلية ، بما في ذلك انقسام الخلايا.
ولكي تستمر هذه العمليات ، يتيح الانتشار الميسر للجزيئات أن تمر عبر أغشية الخلايا وأغشية العضيات مثل النواة.
حتى الجزيئات الأصغر مثل الأكسجين يمكن أن تستفيد من الانتشار السهل. على الرغم من أن الأكسجين يمكن أن ينتشر عبر الأغشية ، إلا أن الانتشار الميسر من خلال البروتينات الحاملة يزيد من معدل الانتقال ويساعد في وظائف خلايا الدم والعضلات.
بشكل عام ، تلعب هذه البروتينات المضمنة بالغشاء دورًا حيويًا في مجموعة متنوعة من عمليات الخلية.
موضوعات أخرى: