פתיחת התפריט הראשי

מנגנוני מעבר דרך ממברנות ביולוגיות

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

סוגי המנגנוניםעריכה

העברה פסיביתעריכה

מעבר חומרים שאינו צורך אנרגיה מהתא, אלא באמצעות מפל הריכוזים או מפל מטען אלקטרוכימי.

דיפוזיה פשוטהעריכה

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: חומרים תמיד שואפים למצב שיווי משקל לכן בדיפוזיה פשוטה חומרים עוברים מריכוז גבוה אל ריכוז נמוך.

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

דיפוזיה מסתייעתעריכה

דיפוזיה מסתייעת (Facilitated Diffusion) היא דיפוזיה שמסתייעת על ידי חלבוני ממברנה, בהתאם למפל הריכוזים. שתי שיטות ההעברה העיקריות בדיפוזיה מסתייעת הן:

  1. תעלות
  2. נשאים
תעלותעריכה

צינור העובר דרך קרום התא הפתוח כלפי פנים וחוץ התא. 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 הידרופילים 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, Carriers), העוברים שינוי קונפורמציה עם כל קישור למולקולה.

ישנן 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 היכרות מוצלחת בהתאמה מרחבית, אחרת התעלות מאבדות את הסלקטיביות שלהן. כל תעלת מים מתאפיינת בהעברת חומר אחר- תעלות גליצרול (גליצרופונים), תעלות פחמן דו-חמצני וכו'.

 
תעלת מים
נשאיםעריכה

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 וקושר אותה
  • הנשא עובר שינוי קונפורמציה (שינוי מבנה), נסגר ומשנה את כיוונו.
  • הנשא נפתח, המולקולה משתחררת, והנשא עובר שינוי מבנה נוסף בו הוא חוזר למבנהו המקורי.

תהליך זה של העברת מולקולות אינו צורך אנרגיה.

 
נשא שמשנה את המבנה המרחבי שלו בתגובה עם הסובסטראט

הובלה אקטיביתעריכה

הובלה אקטיבית (Active Transport) היא הובלה של חומרים בניגוד למפל הריכוזים שלהם, תהליך שצורך אנרגיה.

ישנן שתי שיטות עיקריות בהובלה אקטיבית:

  1. משאבות
  2. קו-טרנספורטרים

משאבותעריכה

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-טרנספורטריםעריכה

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)עריכה

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

סימפורט (Symport)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)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 שלפוחיותעריכה

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 גםעריכה