Reja: Ion kanallari

Mavzu: Harakatchan tashuvchilar, ionafor va kanal hosil qiluvchilar.
Reja:

1. Ion kanallari

2. Ionafor va ion hosil qiluvchilar

3. Ion kanallari boylab passiv transport

Ion kanallari ular membrananing qalinligini kesib o'tuvchi va hujayraning tashqi qismini uning sitosol bilan va aksincha aloqa qiladigan kanallarni yoki teshiklarni hosil qiluvchi ichi bo'sh membrana tuzilmalari; ba'zilari ularning ochilishini tartibga soluvchi eshik tizimiga ega bo'lishi mumkin. Ushbu kanallar suv bilan to'ldirilgan va maxsus ionlarning membrananing bir tomonidan ikkinchi tomoniga o'tishini boshqaradi. Ular hujayra membranalariga xos bo'lgan ba'zi oqsillardan iborat bo'lib, ular kengligi bo'ylab kesib o'tadigan silindrsimon naycha shaklidagi tuzilmalarni hosil qiladi.

Ushbu membranalar bo'ylab tashish mexanizmlari keng passiv yoki faol transportga bo'linishi mumkin. Passivlar - bu moddalar kontsentratsion gradiyentlari foydasiga o'tishiga imkon beradiganlar, faollar esa energiya sarfini talab qiladi, chunki ular moddalarni konsentratsiya gradiyentlariga qarshi harakatlantiradi.

Ion kanallari passiv transport mexanizmini tashkil qiladi, ularni o'ziga xosligi bo'yicha, ya'ni ular o'tishiga imkon beradigan ion turiga qarab yoki ochilish yoki yopish usullariga qarab tasniflash mumkin.

membranani tashish tizimlarining asosiy vazifasi moddalarning hujayralarga yoki hujayradan tartibga solinadigan o'tishiga imkon berish va shu bilan ionlar va boshqa moddalarning hujayra ichidagi konsentratsiyasini saqlab turishdir.
Hujayra membranalari va ion kanallarining mavjudligi hujayra ichidagi va hujayradan tashqari muhitlar o'rtasidagi kontsentratsiya farqlarini saqlash uchun juda muhimdir, bu ko'p jihatdan muhimdir.
Ion kanallari, ayniqsa ligandga bog'liq kanallar, farmakologiya va tibbiyotda juda muhimdir, chunki ko'plab dorilar tabiiy ligandlarning funktsiyalarini taqlid qilishi va shu bilan kanalga bog'lanib, uni ochishi yoki yopishi mumkin.
Ion kanallarining tuzilishi ma'lum transmembran oqsillaridan iborat bo'lib, ular naychali shaklga ega bo'lib, hujayraning ichki va tashqi tomonlari o'rtasida yoki hujayra ichidagi bo'linmalar (organellalar) o'rtasida aloqa qilish imkonini beradigan teshik yoki teshik qoldiradi.
Har bir ion kanali o'ziga xos strukturaviy membrana oqsilini o'z ichiga oladi va o'ziga xos ion kanallarini kodlovchi 100 dan ortiq genlar tavsiflangan.
Masalan, natriy kanali uchun 10 ta gen chaqirildi SCN ma'lum funktsiyalar va tuzilmalar bilan turli xil to'qimalarda tarqalgan turli xil oqsillar uchun kod.
Xuddi shu tarzda, turli xil oilalarga mansub kaliy kanallarini tashkil etadigan va har xil faollashuv, ochilish va inaktivatsiya mexanizmlariga ega bo'lgan turli xil oqsillarni kodlovchi genlarning katta miqdori tasvirlangan.
Odatda, membrana bilan bog'liq bo'lgan funktsional ion kanali ular orasida markaziy teshik hosil qiluvchi o'xshash (homo oligomerlar) yoki turli xil (hetero oligomerlar) 4 dan 6 gacha bo'lgan polipeptid subbirliklarini yig'ilishidan iborat.

Har bir kichik birlik kanalning xususiyatlari va xususiyatlariga qarab o'zgaradi, chunki ko'plari ma'lum ionlar uchun xosdir va har xil ochilish va yopish mexanizmlariga ega.

Ba'zi kanallar membrananing qalinligidan bir necha marotaba o'tib ketadigan va oqsil subunitining ekvivalenti sifatida ishlaydigan takrorlanadigan motiflarda tashkil etilgan bitta polipeptid zanjiridan iborat.
Adabiyotda a subbirligi sifatida tanilgan ushbu subbirliklardan tashqari, ba'zi bir ion kanallarida ularning ochilishi va yopilishini tartibga soluvchi bir yoki bir nechta yordamchi bo'linmalar (ß yoki γ) mavjud.
Har bir kanalning o'ziga xos xususiyati transmembran oqsillari va ularni tashkil etuvchi aminokislotalarning yon zanjirlari (DR) tomonidan hosil bo'lgan teshikning diametri bilan bog'liq.
Shu tarzda, yon zanjirlar "elak" funktsiyasini bajarganligi sababli, faqat natriy, kaliy, kaltsiy ionlarini o'tkazib yuboradigan kanallar mavjud va hokazo.
Qo'shimcha tizimli xususiyatlar
Ko'pgina kanallarning yana bir muhim xususiyati - bu eshiklar. Ushbu xususiyatlarga ega kanallar kanalni o'rab turgan membrana mikro muhitida yuzaga keladigan mahalliy o'zgarishlarga qarshi ochilishi yoki yopilishi mumkin.
Kanal turiga qarab bu o'zgarishlar mexanik, issiqlik (harorat o'zgarishi), elektr (kuchlanish o'zgarishi) yoki kimyoviy (ligandning bog'lanishi) bo'lishi mumkin.
Biroq, passiv ion kanallarida ochiq qoladigan va ma'lum ionlarning o'ziga xos o'tishiga imkon beradigan kanallar deb ataladigan bo'lsak, bu tuzilmalar eshiklari yo'q yoki ligandlarga yoki boshqa turtki turlariga sezgir.
Ligandlarning mavjudligiga yoki bog'lanishiga sezgir bo'lgan boshqa ion kanallarida hujayralar tashqarisida yoki hujayra sitosoliga qarab ligand uchun bog'lanish joyi mavjud va bu holda teshiklar yoki kanallar ochilishi yoki yopilishi mumkin bo'lgan eshikka ega. uning ligand holatiga ko'ra.
Hujayra ichidagi qismida ligand joyi bo'lsa, bu kanallar odatda ligandlar sifatida ikkinchi xabarchilarga ega. Ikkinchi xabarchi mexanizmlar yordamida ochiladigan yoki yopiladigan ion kanallariga misol hidlash retseptorlari:
Xushbo'y molekulalar hujayradan tashqari tomonda o'zlarining retseptorlari bilan bog'lanadi. Ushbu retseptorlar, o'z navbatida, faollashtirilgan oqsilga biriktirilgan bo'lib, u o'z navbatida ikkinchi xabarchi bo'lgan CAMP hosil qiluvchi adenil siklaza oqsilini faollashtiradi.
CAMP ba'zi bir kaltsiy kanallarining hujayra ichidagi bog'lanish joyi bilan bog'lanadi, natijada uning ochilishi va kaltsiy hujayraga kirib boradi.
Go'yo domino effekti bo'lganidek, kaltsiy boshqa xlor kanalining ligand joyiga bog'lanib, uning ochilishini va shu ionning chiqishini hosil qiladi va hidlash hujayrasining depolarizatsiyasini keltirib chiqaradi.
Ligandalar yoki ion kanallariga ta'sir qiluvchi stimullar tomonidan hosil bo'lgan o'zgarishlar kanalning tuzilishini tashkil etadigan oqsillarning konformatsion o'zgarishlariga mos kelishini ta'kidlash muhimdir.
Boshqacha qilib aytganda, eshikni harakatga keltirishi va kanalni yopishi yoki ochishi mumkin bo'lgan konformatsion o'zgarishlar uni tashkil etuvchi oqsil bo'linmalarining yaqinlashishi yoki masofasidan boshqa narsa emas.
Ba'zi kanallar, ayniqsa voltajga bog'liq bo'lgan kanallar, ularni faollashtirgan kuchlanish o'zgarishi endi ularni faollashtirmaydigan o'tga chidamli holatga kirishi mumkin.
Masalan, kuchlanishli kaltsiy kanallarida voltaj o'zgarishi kanalni ochadi va kaltsiy kiradi va hujayra ichiga kirgandan so'ng, xuddi shu ion kaltsiy kanalining bog'lanish joyiga bog'lanadi va kaltsiy kanali yopiladi. .
Kaltsiy kanalini qayta tiklanadigan inaktivatsiyasining yana bir shakli, faollashgandan keyin uning refrakterligini tushuntiradi, bu kaltsiyning ichki kontsentratsiyasining oshishi tufayli kanalning defosforillanishi.
Ya'ni, kaltsiy kanalini boshqa kaltsiy bilan faollashtirilgan oqsillardan parchalanish fermentlarini jalb qilishda vositachilik qiladigan patologik jihatdan yuqori kontsentratsiyali ion borligi sababli qaytarib bo'lmaydigan darajada faollashtirilishi mumkin.
Ligandli eshikli kanallar uzoq vaqt davomida o'zlarining ligandlari ta'sirida refrakter holatga o'tishlari mumkin, bu mexanizm desensitizatsiya deb ataladi.
Giyohvand moddalar, zaharlar va toksinlar ion kanallarini regulyatsiyasiga ta'sir qilishi, ularni yopishi yoki ochiq tutishi yoki ba'zi hollarda ligand joyini egallashi va shu bilan uning ishiga xalaqit berishi mumkin.
Xususiyatlari
Ion kanallari ko'p yoki to'g'ridan-to'g'ri bilvosita funktsiyalarga ega.
- Ular barcha hujayralarning plazma va organellar membranalari orqali ionlar oqimini tartibga solish uchun javobgardir.
- Ular turli xil ionlarning hujayra ichidagi konsentratsiyasi ustidan nazorat mavjud bo'lishiga imkon beradi.
- Neyronlar va mushak hujayralarida ion kanallari ta'sir potentsiali paytida va effektor hujayrasi postsinaptik potentsiali paytida yuzaga keladigan membrana potentsialining o'zgarishini boshqaradi.
- hujayra ichidagi bo'shliqqa kaltsiyning aniq oqimlarini hosil qiluvchi kaltsiy kanallari ko'plab metabolik jarayonlarda ishtirok etadigan ko'plab fermentlar va oqsillarni faollashishi uchun javobgardir.
- Xuddi shunday, transportning ko'payishi hisobiga kaltsiyning ko'payishi neyron transmitterlarning neyronlarning sinaptik kosmosga tarqalish mexanizmini boshlaydi.
- Shuning uchun ion kanallarining vazifasi uyali aloqa mexanizmlari bilan ham bog'liqdir.
Membrana orqali transportning umumiy ko'rinishi
Yuqorida aytib o'tilganidek, membranani tashish mexanizmlari ular joylashgan hujayradan energiya iste'mol qiladimi yoki yo'qligiga qarab faol yoki passiv bo'lishi mumkin. Passiv mexanizmlar oddiy diffuziya va osonlashtirilgan diffuziya deb tasniflanadi.
Oddiy diffuziya
Oddiy diffuziya mayda eriydigan molekulalar membranasining fosfolipid tuzilishi orqali apolyar xususiyatlarga ega va zaryadsiz o'tishga imkon beradi.
Shunday qilib, masalan, kislorod (O2) va karbonat angidrid (CO2), etanol va karbamid kabi gazlar, ularning bir nechtasini kontsentratsiya gradiyenti orqali o'tadi.
Passiv kanallar: ular doimiy ravishda ochiq bo'lgan va har qanday turtki turiga javob bermaydigan kanallar; bular ma'lum ionlar uchun xosdir.
– Voltajga bog'liq kanallar- Ular membrana voltajining o'zgarishiga qarshi (kanalga qarab) ochilishi yoki yopilishi mumkin. Ular, ayniqsa, sutemizuvchilarning markaziy asab tizimida hujayralar signalizatsiyasi uchun juda muhim.