JoVE Logo

Войдите в систему

5.11 : Первичный активный транспорт

В отличие от пассивного транспорта, активный транспорт включает перемещение вещества через мембраны в направлении, противоположном его концентрации или электрохимическому градиенту. Существует два типа активного транспорта: первичный активный транспорт и вторичный активный транспорт. Первичный активный транспорт использует химическую энергию АТФ для работы белковых насосов, встроенных в клеточную мембрану. Используя энергию АТФ, насосы переносят ионы против их электрохимических градиентов - в направлении, в котором они обычно не перемещаются путем диффузии.

Взаимосвязь между концентрацией, электрическими и электрохимическими градиентами

Чтобы понять динамику активного переноса, важно сначала понять электрические градиенты и градиенты концентрации. Градиент концентрации - это разница в концентрации вещества на мембране или пространстве, которая движет движением из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Точно так же электрический градиент - это сила, возникающая в результате разницы между электрохимическими потенциалами на каждой стороне мембраны, которая приводит к перемещению ионов через мембрану до тех пор, пока заряды на обеих сторонах мембраны не станут одинаковыми. Электрохимический градиент создается, когда объединяются силы градиента химической концентрации и градиента электрического заряда.

Натриево-калиевый насос

Одним из важных переносчиков, отвечающих за поддержание электрохимического градиента в клетках, является натриево-калиевый насос. Первичная транспортная активность насоса происходит, когда он ориентирован так, что он охватывает мембрану с закрытой внеклеточной стороной, а его внутриклеточная область открыта и связана с молекулой АТФ. В этой конформации переносчик имеет высокое сродство к ионам натрия, обычно присутствующим в клетке в низких концентрациях, и три из этих иона входят в насос и присоединяются к нему. Такое связывание позволяет АТФ переносить одну из своих фосфатных групп на переносчик, обеспечивая энергию, необходимую для закрытия внутриклеточной стороны насоса и открытия внеклеточной области.

Изменение конформации снижает сродство насоса к ионам натрия, которые высвобождаются во внеклеточное пространство, но увеличивает его сродство к калию, позволяя ему связывать два иона калия, присутствующих в низкой концентрации во внеклеточной среде. Затем внеклеточная сторона насоса закрывается, и производная АТФ фосфатная группа на транспортере отсоединяется. Это позволяет новой молекуле АТФ связываться с внутриклеточной стороной насоса, которая открывается и позволяет ионам калия выходить в клетку, возвращая переносчик к его исходной форме, начиная цикл снова.

Из-за первичной транспортной активности насоса возникает дисбаланс в распределении ионов через мембрану. Внутри клетки больше ионов калия и больше ионов натрия вне клетки. Таким образом, внутренняя часть клеток оказывается более негативной, чем внешняя. Электрохимический градиент создается в результате ионного дисбаланса. Затем сила от электрохимического градиента запускает реакции вторичного активного транспорта. Вторичный активный транспорт, также известный как ко-транспорт, происходит, когда вещество транспортируется через мембрану в результате электрохимического градиента, установленного первичным активным транспортом, без необходимости дополнительного АТФ.

Теги

Primary Active TransportATPProtein PumpsCell MembraneIonsElectrochemical GradientsDiffusionSodium potassium PumpConformationAffinityPhosphate GroupsExtracellular SpacePotassium IonsIntracellular SideCycle Again

Из главы 5:

article

Now Playing

5.11 : Первичный активный транспорт

Мембраны и мембранный транспорт

173.4K Просмотры

article

5.1 : Что такое мембраны?

Мембраны и мембранный транспорт

151.8K Просмотры

article

5.2 : Текучесть мембран

Мембраны и мембранный транспорт

150.9K Просмотры

article

5.3 : Модель жидкой мозаики

Мембраны и мембранный транспорт

143.8K Просмотры

article

5.4 : Что такое электрохимический градиент?

Мембраны и мембранный транспорт

109.1K Просмотры

article

5.5 : Диффузия

Мембраны и мембранный транспорт

187.5K Просмотры

article

5.6 : Осмос

Мембраны и мембранный транспорт

163.9K Просмотры

article

5.7 : Тонус у животных

Мембраны и мембранный транспорт

116.6K Просмотры

article

5.8 : Тонус у растений

Мембраны и мембранный транспорт

53.0K Просмотры

article

5.9 : Белковые связи

Мембраны и мембранный транспорт

66.0K Просмотры

article

5.10 : Пассивный транспорт

Мембраны и мембранный транспорт

123.4K Просмотры

article

5.12 : Вторичный активный транспорт

Мембраны и мембранный транспорт

117.4K Просмотры

article

5.13 : Рецепторно-опосредованный эндоцитоз

Мембраны и мембранный транспорт

103.9K Просмотры

article

5.14 : Пиноцитоз

Мембраны и мембранный транспорт

65.3K Просмотры

article

5.15 : Фагоцитоз

Мембраны и мембранный транспорт

77.1K Просмотры

See More

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены