מנגנוני מעבר דרך ממברנות ביולוגיות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
Gnome-edit-clear.svg
ערך זה זקוק לעריכה: ייתכן שהערך סובל מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.

מעבר (טרנספורט) מבוקר של חומרים דרך ממברנת התא מהווה מנגנון בעל חשיבות עליונה לקיום חיים. התהליך מתבצע באמצעות מספר מנגנוני טרנספורט שונים.

סוגי המנגנונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

העברה פסיבית[עריכת קוד מקור | עריכה]

העברה פסיבית(אנ') היא מעבר של חומרים מאזור בו ריכוזם גבוה לאזור בו ריכוזם נמוך. הוא נקרא מעבר במפל ריכוזים. מעבר במפל ריכוזים הוא תהליך ספונטני, תהליך שאינו צורך אנרגיה. העברה שאינה צורכת אנרגיה נקראת העברה פסיבית. בדומה למפל ריכוזים קיים מפל מטען אלקטרוכימי.

סוגים של העברה פסיבית

דיפוזיה פשוטה[עריכת קוד מקור | עריכה]

דיפוזיה פשוטה (Simple Diffusion) היא תנועה ספונטנית ואקראית של חלקיקים בודדים של גז או מומס (מולקולה או יון) בסביבתו (גזית, או נוזלית) כתוצאה מהאנרגיה הקינטית שלהם. ההתנגשות האקראית ביו החלקיקים מביאה להחלפת אנרגיה ביניהם ולשינוי בכיוון תנועתם; כיוון התנועה נטו היא בהתאם למפל הריכוזים של החומר: מערכת תמיד שואפת להגדלת האנטרופיה שלה

(החוק השני של הטרמודינמיקה). לכן בדיפוזיה פשוטה חומרים עוברים במפל ריכוזים (מצב של אנטרופיה נמוכה) עד למצב של השואת ריכוזים (אנטרופיה גבוהה).

דיפוזיה פשוטה : המולקולות זזות מריכוז גבוה אל ריכוז נמוך עד שוויון הריכוזים

דיפוזיה מסתייעת[עריכת קוד מקור | עריכה]

דיפוזיה מסתייעת (אנ') (Facilitated Diffusion) היא העברה במפל ריכוזים אשר מסתייעת בנשאים. בממברנת התא אלה הם חלבונים המעבירים חומרים בהתאם למפל הריכוזים שלהם.

שתי שיטות ההעברה העיקריות בדיפוזיה מסתייעת הן:

  1. תעלות
  2. נשאים
תעלות[עריכת קוד מקור | עריכה]

תעלה היא פתח בקרום התא היוצר מעבר בין פנים התא לחוץ התא. התעלה לרוב צרה ואינה מאפשרת מעבר של מולקולות גדולות. התעלה מתפקדת בהתאם למפל הריכוזים: חומרים עוברים משני צדדי התעלה מריכוז גבוה אל ריכוז נמוך.

התעלות ברובן הידרופיליות. בחלקן הפנימי והידרופוביות בחלקן החיצוני, וכך הן מאפשרות מעבר חומרים הידרופיליים קטנים (המתקשים לעבור דרך הממברנה ההידרופובית). כמו כן התעלות עוברת שינויי קונפורמציה לעיתים רחוקות יחסית, במהלכן הן נפתחות או נסגרות בהתאם לחומרים שיש להעביר. זאת בניגוד לנשאים (באנגלית,Carriקrr ), העוברים שינוי קונפורמציה כאשר מוליקולה מתקשרת אליהם.

קיימות גם תעלות יונים ותעלות של מולקולות קטנות חסרות מטען הנקראות תעלות מים (Aquaporins), שהן בעצם פתחים צרים והידרופילים; תעלות המים מתפקדות בהתאם לקשרי חלבון-ליגנד:ומחייבות זיהוי מוצלח בהתאמה מרחבית, אחרת התעלות מאבדות את הסלקטיביות שלהן. כל תעלת מים מתמחה בהעברת חומר אחד האופייני לה - תעלות גליצרול (גליצרופונים), תעלות פחמן דו-חמצני וכו'.

תעלת מים
נשאים[עריכת קוד מקור | עריכה]

נשאים (Carriers) הם חלבוני ממברנה המאפשרות למולקולות גדולות לעבור דרך ממברנת התא, על פי מפל הריכוזים שלהם בתוך/חוץ התא. הנשאים נפתחים ונסגרים לסירוגין עם כל מעבר של מולקולה, בניגוד לתעלות, על פי המנגנון הבא :

  • הנשא מזהה את המולקולה המתאימה באחד מצידי הממברנה וקושר אותה
  • בעקבות ההתקשרות הנשא עובר שינוי קונפורמציה (שינוי מבנה), נסגר בצד הממברנה הזה והפתח בכיוון לצד השני. של הממברנה.
  • כאשר הנשא נפתח, המולקולה משתחררת ואז הנשא עובר שינוי מבנה נוסף בו וחוזר למבנהו המקורי.

תהליך זה של העברת מולקולות אינו צורך אנרגיה.

נשא שמשנה את המבנה המרחבי שלו בתגובה עם הסובסטראט

הובלה פעילה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הובלה פעילה (Active Transport) היא הובלה של חומרים בניגוד למפל הריכוזים שלהם. היא אינה תהליך ספונטני.

תהליך שצורך אנרגיה.

ישנן שתי שיטות עיקריות בהובלה אקטיבית:

  1. משאבות
  2. קו-טרנספורטרים

משאבות[עריכת קוד מקור | עריכה]

משאבות (Pumps) הם חלבונים המשתמשים באנרגיה הבאה מהמטבוליזם של התא (ATP) כדי לשאוב/לפלוט חומר בניגוד למפל הריכוזים שלו. המשאבות הנפוצות ביותר בתאים אאוקריוטים הן משאבת נתרן-אשלגן, הצורכת כשליש מאנרגיה הגוף, ומשאבת פרוטונים, המעבירה פרוטונים בצורה אקטיבית דרך הממברנה כנגד מפל הריכוזים שלהם. לעיתים משאבות משתמשות באנרגיית אור.

קו-טרנספורטרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קו-טרנספורטרים ( Cotransports או העברה אקטיבית שניונית) הוא חלבון שמעביר חומרים דרך קרום התא אשר אינו משתמש באנרגיה שבאה מהמטבוליזם (ATP) אלא הוא מנצל את האנרגיה שהשתחררה כתוצאה ממפל הריכוזים שהמשאבות ייצרו.

יוניפורט (Uniport)[עריכת קוד מקור | עריכה]

העברה עם מפל הריכוזים, דיפוזיה מסתייעת באמצעות נשא. מעבר ספונטני פסיבי.

סימפורט (Symport)[עריכת קוד מקור | עריכה]

צימוד תהליך הדיפוזיה בהתאם למפל הריכוזים של חומר אחד עם תהליך העברת חומר אחר כנגד מפל הריכוזים. מעין "תפיסת טרמפ". בהעברת סימפורט שתי המולקולות עוברות באותו זמן ובכיוונים זהים.

אנטיפורט (Antiport)[עריכת קוד מקור | עריכה]

צימוד תהליך הכנסת חומר אחד לתא בהתאם למפל הריכוזים עם תהליך הוצאת חומר אחר מהתא כנגד מפל הריכוזים, ולהפך. העברת שתי מולקולות באותו זמן ובכיוונים שונים, על כל הוצאת מולקולה אחת הכנסת מולקולה אחרת.

קו-טרנספורטרים מסוגי יוניפורט, אנטיפורט וסימיפורט

הובלה על ידי שלפוחיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

הובלה על ידי שלפוחיות (באנגלית, Vesicles) הוא תהליך שצורך אנרגיה ומוביל חומרים דרך התא באמצעות שלפוחיות, השלפוחיות האלה בעצם נוצרות בתהליך שנקרא אנדוציטוזה (באנגלית, Endocytosis).

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]