Другим важным видом активного транспорта является ак-

2.7. Другим важным видом активного транспорта является ак-

тивный транспорт с помощью ионных градиентов (рис. 2.7.). Такой

тип проникновения через мембрану осуществляют некоторые транс-

портные белки, работающие по принципу симпорта или антипорта с

какими-нибудь ионами, электрохимический градиент которых доста-

точно высок. В животных клетках контранспортируемым ионом обычно

является Na. Его электрохимический градиент обеспечивает энергией

активный транспорт других молекул. Для примера рассмотрим работу

насоса, который перекачивает глюкозу. насос случайным образом ос-

циллирует между состояниями "пинг" и "понг". Na связывается с

белком в обоих его состояниях и при этом увеличивает сродство

последнего к глюкозе. Вне клетки присоединение Na, а значит и

глюкозы, происходит чаще чем внутри. Поэтому глюкоза перекачива-

ется в клетку.

Итак, наряду с пассивным транспортом ионов Na происходит

симпорт глюкозы. Строго говоря, необходимая энергия для работы

этого механизма запасается в ходе работы (Na + K)-насоса в виде

электрохимического потенциала ионов Na. У бактерий и растений

большинство систем активного транспорта такого вида используют в

качестве контранспортируемого иона ион H. К примеру, транспорт

большей части сахаров и аминокислот в бактериальные клетки обус-

ловлен градиентом H.

2.8. Один из самых интересных способов активного транспорта

состоит в том, чтобы каким-либо образом удержать внутри клетки

молекулу, вошедшую туда в соответствии со своим электрохимическим

потенциалом.

Так, некоторые бактерии фосфорилируют молекулы отдельных са-

харов, в результате чего они заряжаются и не могут выйти обратно.

Такой вид транспорта называется векторным переносом групп.

2.9. Для сквозного транспорта веществ через клетку существу-

ют особые механизмы. Например, в плазматической мембране клеток

 - 8 -

эпителия кишечника белки-переносчики распределены ассиметрично.

(рис. 2.8.). Благодаря этому, обеспечивается транспорт глюкзы

сквозь клетку во внеклеточную жидкость откуда она поступает в

кровь. Глюкоза проникает в клетку с помощью симпорта, контранс-

портным ионом в котором является Na, и выходит из нее путем об-

легченной диффузии с помощью другого транспортного белка.

2.10. Рассмотрим некоторые дополнительные функции транспор-

теров работающих по принципу антипорта. Почти все клетки позво-

ночных имеют в составе своей плазматической мемраны (Na + H) пе-

реносчик-обменник. Этот механизм регулирует pH внутри клетки. Вы-

вод ионов H из клетки сопряжен с транспортировкой в нее ионов Na.

При этом увеличивается значение pH внутри клетки. Такой обменник

имеет особый регуляторный участок, который активизирует его рабо-

ту при уменьшении pH. Наряду с этим , у многих клеток есть меха-

низм, обеспечивающий обратный эффект. Это (Cl + HCO)-обменник,

который уменьшает значение pH.

2.11. Одним из самых интересных примеров транспорта веществ

через биологические мембраны является взаимодействие гормонов с

клеткой. Как известно, гормонами называют спецефические химичес-

кие соединения, которые оказывают значительное влияние на процес-

сы обмена веществ и функционирование органов. В отличие от фер-

ментов или витаминов гормоны не изменяют скорость отдельных реак-

ций, а существенно влияют на некие фундаментальные процессы в ор-

ганизме, которые затем сказываются на самых различных сторонах

жизнедеятельности организма.

Некоторые виды гормонов проникают в клетку и регулируют в

ней синтез информационных РНК. Другие гормоны, называемые пептид-

ными (инсулин, гормон роста) взаимодействуют со специальными

мембранными белками, которые, в свою очередь, продуцируют в клет-

ке вещества, влияющие на некоторые происходящие в ней процессы.

3. ПЕРЕНОС ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ МАКРОМОЛЕКУЛ И ЧАСТИЦ

В заключение рассмотрим основные механизмы транспортировки

через биологические мембраны крупных частиц и макромолекул.

 - 9 -

Процесс поглощения макромолекул клеткой называется эндоцито-

зом. В общих чертах механизм его протекания таков : локальные

участки плазматической мембраны впячиваются и замыкаются, образуя

эндоцитозный пузырек (рис. 2.9.), затем поглощенная частица обыч-

но попадает в лизосомы и подвергается деградации.

* * *

Нельзя преувеличить роль транспорта веществ через плазмати-

ческую мембрану в жизнедеятельности клетки. Большинство процес-

сов, связанных с обеспечением клетки энергией и избавлением ее от

продуктов распада, основаны на вышеописанных механизмах. Кроме

того, специальные функции клеточной мембраны заключаются в полу-

чении клеткой внешних сигналов (примером этому могут служить опи-

санные взаимодействия клетки с гормонами).

Л И Т Е Р А Т У Р А

Албертс Б., Брэй Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология

клетки. В 3-х томах. Том 1. М., Мир, 1994.

Зоммер К. Аккумулятор знаний по химии. М., Мир, 1985.

Химия. Курс для средней школы. Пер. с англ. под ред.

Г.Д.Вовченко. М., Мир, 1971.

Филлиппович Ю.Б. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985.