Поверхностный аппарат клетки. Активный транспорт

• Поверхностный аппарат: плазмолемма (билипидный слой: фосфолипиды, гликолипиды, холестерол), белки (периферические, интегральные, полуинтегральные), гликокаликс.
• Функции: барьерная, поддержание формы, межклеточные связи, избирательная проницаемость.
• Свойства: самосборка, асимметрия, текучесть, разный заряд сторон.
• Активный транспорт: первичный (Na⁺/K⁺-АТФаза) и вторичный (симпорт, антипорт).
• Na⁺/K⁺-насос: 3 Na⁺ из клетки, 2 K⁺ в клетку, затрата АТФ, поддержание градиентов и потенциала покоя.

Поверхностный аппарат клетки. Активный транспорт

Мембрана состоит из двух слоев липидов: фосфолипидов, гликолипидов (которые имеют гидрофильную головку и гидрофобный хвост) и холестерола (имеет гидрофильную и гидрофобную части). Мембрана содержит белки:

• периферические — примыкают к билипидному слою;
• интегральные — пронизывающие мембрану полностью; разновидность — полуинтегральные, пронизывающие наполовину.

Над мембраной расположен надмембранный комплекс (гликокаликс), состоящий из гликопротеинов и гликолипидов (олигосахаридов).

Функции мембраны:

1. Барьерная.
2. Поддержание постоянной формы клетки.
3. Обеспечение связи клеток.
4. Избирательная проницаемость.

Свойства мембраны:

• Билипидный слой способен к самосборке.
• Увеличение поверхности мембраны за счет встраивания в нее мембранных пузырьков.
• Белки и липиды расположены асимметрично в плоскости мембраны.
• Белки и липиды могут перемещаться в плоскости мембраны в пределах слоя.
• Наружная и внутренняя мембраны имеют разный заряд.

Мембрана обеспечивает разделение заряженных частиц и поддержание разности потенциалов.

Активный транспорт — транспорт веществ, идущий с затратой энергии.

Первичный активный транспорт — за счет энергии АТФ: калий-натриевый насос. Цель: откачивает ионы натрия из клетки, а ионы калия в клетку, используя АТФ. Осуществляется процесс благодаря трансмембранному белку — калий-натриевой АТФ-азе, который имеет центры связывания с натрием и калием и центр гидролиза АТФ.

Роль: поддержание разности концентраций ионов в клетке и наружной среде, сохранение объема клетки, поддержание электрической активности в нервных и мышечных клетках и для активного транспорта некоторых других веществ.

Механизм работы калий-натриевого насоса:

1. Три иона натрия, находясь в цитоплазме, связываются с активным центром калий-натриевой АТФ-азы.
2. АТФ-аза расщепляет АТФ на АДФ и фосфат.
3. Фосфат присоединяется к АТФ-азе — происходит фосфорилирование, а затем изменение конформации белка.
4. В результате изменения конформации ионы натрия оказываются на наружной стороне мембраны.
5. Там же происходит присоединение ионов калия и отщепление ионов натрия с затратой энергии фосфорилирования, так как натрий отщепляется в среде с его высокой концентрацией.
6. Фосфат отщепляется.
7. Белок принимает исходную конформацию, перенося ионы калия внутрь клетки.

Вторичный активный транспорт — за счет энергии, запасенной в ионных градиентах. Они работают как котранспортные системы: одни — по принципу симпорта, другие — антипорта.

Симпорт: молекула глюкозы и ион натрия связываются с белком-переносчиком, который меняет свою конформацию, и глюкоза с натрием оказывается на внутренней поверхности плазмолеммы. Обратно натрий выкачивается при помощи калий-натриевой АТФ-азы, а глюкоза тем временем проникает диффузно в кровь.