분자 수송. 막을 통한 물질의 수동적 및 능동적 수송

흡수, 배설, 신경 자극 전도, 근육 수축, ATP 합성, 일정한 이온 구성 및 수분 함량 유지와 같은 가장 중요한 과정은 막을 통한 물질 전달과 관련됩니다. 생물학적 시스템의 이 과정을 수송 . 세포와 주변 환경 사이의 물질 교환은 끊임없이 발생합니다. 세포 안팎으로 물질을 운반하는 메커니즘은 운반되는 입자의 크기에 따라 달라집니다. 작은 분자와 이온은 수동 및 능동 수송의 형태로 세포막을 통해 직접 수송됩니다.

수동적 운송단순 확산, 여과, 삼투 또는 촉진 확산에 의한 농도 구배에 따라 에너지 소비 없이 수행됩니다.

확산 – 농도 구배에 따라 막을 통해 물질이 침투합니다(농도가 더 높은 영역에서 농도가 더 낮은 영역으로). 이 과정은 분자의 혼란스러운 움직임으로 인해 에너지 소비 없이 발생합니다. 물질(물, 이온)의 확산 수송은 분자 기공(용해된 분자와 이온이 통과하는 채널)이 있는 통합 막 단백질의 참여 또는 지질상(지용성 물질의 경우)의 참여로 수행됩니다. . 확산의 도움으로 용해된 산소와 이산화탄소 분자는 물론 독물과 약물도 세포 안으로 침투합니다.

쌀. 막을 통한 수송 유형: 1 – 단순 확산; 2 – 멤브레인 채널을 통한 확산; 3 - 운반체 단백질의 도움으로 확산이 촉진됩니다. 4 – 능동 운송.

확산 촉진. 단순 확산에 의한 지질 이중층을 통한 물질의 이동은 특히 하전 입자의 경우 낮은 속도로 발생하며 거의 제어되지 않습니다. 따라서 진화 과정에서 일부 물질의 경우 특정 막 채널과 막 수송체가 나타나 전달 속도를 높이고 추가로 수행합니다. 선택적수송. 담체를 이용한 물질의 수동적 수송을 말한다. 촉진 확산. 특수 담체 단백질(퍼미아제)이 막에 내장되어 있습니다. 투과효소는 하나 또는 다른 이온이나 분자에 선택적으로 결합하여 막을 통과하여 운반합니다. 이 경우 입자는 기존 확산보다 빠르게 이동합니다.

삼투 – 저장성 용액에서 세포 내로 물이 유입됩니다.

여과법 - 더 낮은 압력 값으로 기공 물질이 누출됩니다. 신체 여과의 한 예는 혈관 벽을 통해 물이 이동하여 혈장을 신장 세관으로 짜내는 것입니다.

쌀. 전기화학적 구배를 따른 양이온의 이동.

활성 운송. 세포 내에 수동적 수송만 존재한다면 세포 외부와 내부의 농도, 압력, 기타 값은 동일할 것입니다. 따라서 전기화학적 구배에 반대되는 방향으로 작동하고 세포의 에너지 소비와 함께 발생하는 또 다른 메커니즘이 있습니다. 대사 과정의 에너지로 인해 세포에 의해 수행되는 전기화학적 구배에 대한 분자 및 이온의 이동을 능동 수송이라고 합니다. 이는 생물학적 막에만 내재되어 있습니다. 막을 통한 물질의 능동적 전달은 다음과 같은 이유로 발생합니다. 자유 에너지세포 내부의 화학 반응 중에 방출됩니다. 신체의 능동적 수송은 농도, 전위, 압력의 변화를 생성합니다. 신체의 생명을 유지합니다.

능동 수송은 수송 단백질(포린, ATPase 등)의 도움으로 물질을 농도 구배에 반하여 이동시키는 것으로 구성됩니다. 격막 펌프, ATP 에너지 소비 (칼륨-나트륨 펌프, 세포 내 칼슘 및 마그네슘 이온 농도 조절, 단당류, 뉴클레오티드, 아미노산 공급). Na, K, Ca, H 이온이 막을 통과하여 이동하는 것을 보장하는 3가지 주요 능동 수송 시스템이 연구되었습니다.

기구. K + 및 Na + 이온은 막의 서로 다른 측면에 고르지 않게 분포되어 있습니다. Na + 농도는 외부 > K + 이온, 세포 내부에서는 K + > Na +입니다. 이들 이온은 전기화학적 구배 방향으로 막을 통해 확산되어 균등화됩니다. Na-K 펌프는 세포질막의 일부이며 ADP 분자 및 무기 인산염 형성과 함께 ATP 분자의 가수분해 에너지로 인해 작동합니다. Fn: ATP=ADP+P n.펌프는 가역적으로 작동합니다. 이온 농도 구배는 ADP 및 Ph n 분자에서 ATP 분자의 합성을 촉진합니다(ADP + Ph n = ATP).

Na + /K + 펌프는 구조적 변화가 가능한 막횡단 단백질로, 그 결과 "K + "와 "Na +"를 모두 부착할 수 있습니다. 한 번의 작동 주기에서 펌프는 ATP 분자의 에너지로 인해 세포에서 3개의 "Na +"를 제거하고 2개의 "K +"를 도입합니다. 세포 기능에 필요한 전체 에너지의 거의 1/3이 나트륨-칼륨 펌프 작동에 소비됩니다.

개별 분자뿐만 아니라 고체( 식균작용), 솔루션( 음세포증). 식균 작용 – 큰 입자의 포획 및 흡수(세포, 세포 부분, 거대분자) 및 음세포증 – 액체 물질의 포획 및 흡수(용액, 콜로이드 용액, 현탁액). 생성된 음세포 액포의 크기는 0.01~1~2μm입니다. 그런 다음 액포는 세포질 속으로 들어가 스스로 분리됩니다. 이 경우, 음세포 액포의 벽은 그것을 발생시킨 원형질막의 구조를 완전히 보존합니다.

물질이 세포 내로 수송되는 경우 이러한 유형의 수송을 호출합니다. 세포내이입(직접적인 피노 또는 식균작용에 의해 세포 내로 이동), 만약 빠져나가면 – 세포외유출(역피노 또는 식세포작용에 의해 세포로부터의 이동). 첫 번째 경우에는 막의 바깥쪽에 함입이 형성되어 점차적으로 소포로 변합니다. 소포는 세포 내부의 막에서 분리됩니다. 이러한 소포에는 운반된 물질이 포함되어 있으며, 이질막(소낭)으로 둘러싸여 있습니다. 그 후, 소포는 일부 세포 소기관과 합쳐져 그 내용물을 방출합니다. 세포외유출의 경우 과정은 역순으로 발생합니다. 소포는 세포 내부에서 막에 접근하여 세포막과 합쳐지고 그 내용물을 세포간 공간으로 방출합니다.

막에는 세포막을 통한 이온의 수송을 보장하는 2가지 유형의 특수 통합 단백질 시스템이 있습니다. 이온 펌프그리고 이온 채널. 즉, 막을 통한 이온 전달에는 수동형과 능동형의 두 가지 기본 유형이 있습니다.

이온 펌프 및 막횡단 이온 구배

이온 펌프(펌프)– 농도 구배에 대해 이온의 능동 수송을 제공하는 필수 단백질. 수송 에너지는 ATP 가수분해 에너지이다. Na+ / K+ 펌프(K+와 교환하여 세포에서 Na+를 방출), Ca++ 펌프(세포에서 Ca++를 방출), Cl– 펌프(세포에서 Cl-를 방출)가 있습니다.

이온 펌프 작동의 결과로 막횡단 이온 구배가 생성되고 유지됩니다.

• 세포 내부의 Na+, Ca++, Cl – 농도는 외부(세포간액)보다 낮습니다.
• 세포 내부의 K+ 농도는 외부보다 높습니다.

나트륨-칼륨 펌프의 작동 메커니즘.한 주기에서 NCN은 세포에서 3개의 Na+ 이온을, 2개의 K+ 이온을 세포로 운반합니다. 이는 통합 단백질 분자가 2개의 위치에 있을 수 있다는 사실 때문입니다. 채널을 형성하는 단백질 분자에는 Na+ 또는 K+와 결합하는 활성 부위가 있습니다. 위치(형태) 1에서는 세포 내부를 향하고 Na+를 수용할 수 있습니다. ATPase라는 효소가 활성화되어 ATP를 ADP로 분해합니다. 결과적으로 분자는 구조 2로 변합니다. 위치 2에서는 세포 외부를 향하고 K+를 받아들일 수 있습니다. 그런 다음 형태가 다시 바뀌고 주기가 반복됩니다.

이온 채널

이온 채널– 농도 구배에 따라 이온의 수동적 수송을 제공하는 통합 단백질. 수송에 필요한 에너지는 막 양쪽의 이온 농도 차이(막횡단 이온 구배)입니다.

비선택적 채널에는 다음과 같은 속성이 있습니다.:

• 모든 유형의 이온이 통과하지만 K+ 이온의 투과성은 다른 이온보다 훨씬 높습니다.
• 항상 열려있습니다.

선택적 채널에는 다음과 같은 속성이 있습니다.:

• 한 가지 유형의 이온만 통과합니다. 각 유형의 이온마다 고유한 유형의 채널이 있습니다.
• 닫힘, 활성화, 비활성화의 세 가지 상태 중 하나일 수 있습니다.

선택적 채널의 선택적 투과성이 보장됩니다. 선택적 필터,이는 채널의 가장 좁은 지점에 위치한 음전하를 띤 산소 원자의 고리로 형성됩니다.

채널 상태 변경은 작업을 통해 보장됩니다. 게이트 메커니즘, 이는 두 개의 단백질 분자로 표시됩니다. 이것들 단백질 분자, 소위 활성화 게이트 및 비활성화 게이트는 형태를 변경하여 이온 채널을 차단할 수 있습니다.

휴지 상태에서는 활성화 게이트가 닫히고 비활성화 게이트가 열립니다(채널이 닫힙니다). 신호가 게이트 시스템에 작용하면 활성화 게이트가 열리고 채널을 통한 이온 전달이 시작됩니다(채널이 활성화됨). 세포막의 상당한 탈분극으로 인해 비활성화 게이트가 닫히고 이온 전달이 중단됩니다(채널이 비활성화됨). 휴지 전위 수준이 복원되면 채널은 원래(닫힌) 상태로 돌아갑니다.

활성화 게이트를 여는 신호에 따라 선택적 이온 채널은 다음과 같이 나뉩니다.

• 화학민감성 채널– 활성화 게이트를 여는 신호는 리간드가 채널에 부착된 결과로 채널과 관련된 수용체 단백질의 형태가 변경되는 것입니다.
• 잠재적으로 민감한 채널– 활성화 관문을 열라는 신호는 세포막의 휴지 전위(탈분극)가 특정 수준까지 감소하는 것입니다. 임계 수준의 탈분극(KUD).

막을 통과하여 물질을 운반하는 메커니즘에는 여러 가지가 있습니다.

확산- 농도 구배에 따라 막을 통해 물질이 침투합니다(농도가 더 높은 영역에서 농도가 더 낮은 영역으로). 물질(물, 이온)의 확산 수송은 분자 기공이 있는 막 단백질의 참여 또는 지질상(지용성 물질의 경우)의 참여로 수행됩니다.

촉진 확산으로특별한 막 수송 단백질은 하나 또는 다른 이온이나 분자에 선택적으로 결합하여 농도 구배를 따라 막을 통과하여 수송합니다.

활성 운송에너지 비용이 발생하며 농도 구배에 따라 물질을 운반하는 역할을 합니다. 그소위를 형성하는 특수 담체 단백질에 의해 수행됩니다. 이온 펌프.가장 많이 연구된 것은 동물 세포의 Na-/K- 펌프로, K- 이온을 흡수하면서 Na+ 이온을 적극적으로 펌핑하므로 세포 내에서는 K- 이온 농도가 더 높게 유지되고 Na+ 농도는 더 낮게 유지됩니다. 환경. 이 과정에는 ATP 에너지가 필요합니다. 세포 내 막 펌프를 통한 능동 수송의 결과로 Mg2- 및 Ca2+의 농도도 조절됩니다. 막 세포 확산 이온

이온이 세포 내로 능동적으로 수송되는 과정에서 다양한 당, 뉴클레오티드 및 아미노산이 세포질 막을 통과합니다.

단백질, 핵산, 다당류, 지단백질 복합체 등의 거대분자는 이온 및 단량체와 달리 세포막을 통과하지 않습니다. 거대분자, 그 복합체 및 입자를 세포 내로 운반하는 것은 세포내이입을 통해 완전히 다른 방식으로 발생합니다. ~에 세포내이입(엔도... - 안쪽) 원형질막의 특정 영역은 세포외 물질을 포착하여 포위하여 막의 함입으로 인해 발생하는 막 공포에 에워쌉니다. 결과적으로, 이러한 액포는 리소좀과 연결되며, 그 효소는 거대분자를 단량체로 분해합니다.

세포내이입의 반대 과정은 다음과 같습니다. 세포외유출(엑소... - 밖으로). 덕분에 세포는 액포나 소포에 둘러싸인 세포 내 생성물이나 소화되지 않은 잔류물을 제거합니다. 소포는 세포질막에 접근하여 융합되고 그 내용물은 환경으로 방출됩니다. 소화효소, 호르몬, 헤미셀룰로오스 등이 제거되는 방식입니다.

따라서 세포의 주요 구조 요소인 생물학적 막은 물리적 경계 역할을 할 뿐만 아니라 동적 기능 표면 역할을 합니다. 물질의 활성 흡수, 에너지 전환, ATP 합성 등과 같은 수많은 생화학적 과정이 소기관의 막에서 발생합니다.

• · 장벽 - 환경과의 조절, 선택, 수동 및 활성 대사를 보장합니다. 예를 들어, 퍼옥시솜 막은 세포에 위험한 과산화물로부터 세포질을 보호합니다. 선택적 투과성은 다른 원자나 분자에 대한 막의 투과성이 크기, 전하 및 분자에 따라 달라짐을 의미합니다. 화학적 성질. 선택적 투과성은 세포 분리를 보장하고 셀룰러 구획~에서 환경그리고 그들에게 필요한 물질을 공급합니다.
• 수송 - 세포 안팎으로 물질의 수송은 막을 통해 발생합니다. 막을 통한 수송은 세포 효소의 기능에 필요한 영양분 전달, 대사 최종 산물 제거, 다양한 물질 분비, 이온 구배 생성, 세포 내 최적 pH 및 이온 농도 유지를 보장합니다. 어떤 이유로든 인지질 이중층을 통과할 수 없지만(예: 친수성 특성으로 인해, 내부 막이 소수성이어서 친수성 물질이 통과하는 것을 허용하지 않거나 크기가 크기 때문에) 세포에 필요한 입자 , 특수 담체 단백질(수송체) 및 채널 단백질을 통해 또는 세포내이입을 통해 막을 침투할 수 있습니다.

~에 수동적 수송물질은 확산에 의한 농도 구배를 따라 에너지를 소비하지 않고 지질 이중층을 통과합니다. 이 메커니즘의 변형은 특정 분자가 물질이 막을 통과하도록 돕는 촉진 확산입니다. 이 분자에는 한 가지 유형의 물질만 통과할 수 있는 채널이 있을 수 있습니다.

활성 운송농도 구배에 따라 발생하므로 에너지 소비가 필요합니다. 막에는 칼륨 이온(K+)을 세포 안으로 적극적으로 펌핑하고 세포 밖으로 나트륨 이온(Na+)을 펌프질하는 ATPase를 포함하여 특수 펌프 단백질이 있습니다.

• · 매트릭스 - 막 단백질의 특정 상대 위치와 방향, 최적의 상호 작용을 보장합니다.
• · 기계적 - 세포의 자율성, 세포 내 구조 및 다른 세포(조직 내)와의 연결을 보장합니다. 세포벽은 기계적 기능을 보장하는 데 중요한 역할을 하며, 동물에서는 세포간 물질입니다.
• · 에너지 - 엽록체의 광합성과 미토콘드리아의 세포 호흡 동안 에너지 전달 시스템은 단백질도 참여하는 막에서 작동합니다.
• · 수용체 - 막에 위치한 일부 단백질은 수용체(세포가 특정 신호를 인식하는 데 도움을 주는 분자)입니다.

예를 들어, 혈액 내에서 순환하는 호르몬은 이러한 호르몬에 해당하는 수용체를 갖고 있는 표적 세포에만 작용합니다. 신경전달물질( 약, 신경 자극의 전도 보장) 또한 표적 세포의 특수 수용체 단백질에 결합합니다.

• · 효소 - 막 단백질은 종종 효소입니다. 예를 들어, 장 상피 세포의 원형질막에는 소화 효소가 포함되어 있습니다.
• · 생체전위의 생성 및 전도 구현.

막의 도움으로 세포 내에서 일정한 이온 농도가 유지됩니다. 세포 내부의 K+ 이온 농도는 외부보다 훨씬 높고 Na+의 농도는 훨씬 낮습니다. 이는 매우 중요합니다. 막의 전위차 유지 및 신경 자극 생성.

· 세포 표시 – 세포를 식별할 수 있게 해주는 표지 역할을 하는 항원이 막에 있습니다. 이들은 "안테나" 역할을 하는 당단백질(즉, 분지형 올리고당 측쇄가 부착된 단백질)입니다. 수많은 측쇄 구성으로 인해 각 세포 유형에 대한 특정 마커를 만드는 것이 가능합니다. 표지의 도움으로 세포는 다른 세포를 인식하고 예를 들어 기관과 조직의 형성에서 다른 세포와 협력하여 활동할 수 있습니다. 이는 또한 면역 체계가 외부 항원을 인식할 수 있게 해줍니다.

강의노트 3번.

주제. 살아있는 조직의 세포 내 및 세포 수준.

생물학적 막의 구조.

모든 살아있는 유기체의 생물학적 막의 기본은 이중 인지질 구조입니다. 세포막의 인지질은 중성지방으로, 다음 중 하나입니다. 지방산인산으로 대체되었습니다. 인지질 분자의 친수성 "머리"와 소수성 "꼬리"는 두 줄의 분자가 나타나도록 방향이 지정되며, 그 머리는 물의 "꼬리"를 덮습니다.

다양한 크기와 모양의 단백질이 이 인지질 구조에 통합되어 있습니다.

막의 개별적인 특성과 특성은 주로 단백질에 의해 결정됩니다. 다른 단백질 구성은 모든 동물 종의 세포 소기관의 구조와 기능의 차이를 결정합니다. 막 지질의 구성이 그 특성에 미치는 영향은 훨씬 낮습니다.

생물학적 막을 통한 물질의 수송.

막을 통과하는 물질의 이동은 수동적(농도 구배에 따른 에너지 소비 없음)과 능동적(에너지 소비 있음)으로 구분됩니다.

수동 수송: 확산, 촉진 확산, 삼투.

확산은 매질에 용해된 입자가 고농도 영역에서 저농도 영역으로 이동하는 것입니다(물에 설탕이 용해됨).

촉진 확산은 채널 단백질(포도당이 적혈구로 들어가는 것)의 도움으로 확산되는 것입니다.

삼투는 용해된 물질의 농도가 낮은 영역에서 농도가 높은 영역으로 용매 입자가 이동하는 것입니다(증류수에서 적혈구가 부풀어 오르고 터집니다).

능동수송은 막 모양의 변화에 ​​따른 수송과 효소펌프 단백질에 의한 수송으로 나누어진다.

차례로, 막 모양의 변화와 관련된 수송은 세 가지 유형으로 나뉩니다.

식균 작용은 조밀 한 기질의 포획입니다 (백혈구-대 식세포가 박테리아를 포획합니다).

Pinocytosis는 체액 (자궁 내 발달의 첫 번째 단계에서 배아 세포의 영양)을 포착하는 것입니다.

효소 펌프 단백질에 의한 수송은 막에 통합된 담체 단백질을 사용하여 막을 가로질러 물질이 이동하는 것입니다(나트륨 이온과 칼륨 이온이 각각 세포 밖으로 "안으로" 수송됨).

방향에 따라 운송은 다음과 같이 나뉩니다. 세포외유출(새장에서) 그리고 세포내이입(새장에서).

세포 구성 요소의 분류다양한 기준에 따라 진행됩니다.

생물학적 막의 존재 여부에 따라 세포소기관은 이중막, 단일막, 비막으로 구분됩니다.

세포소기관은 기능에 따라 비특이적(보편적)과 특정(특수)로 나눌 수 있습니다.

손상된 경우 필수 및 복구 가능으로 분류됩니다.

식물과 동물 등 다양한 생명체 그룹에 속합니다.

막(단일 및 이중 막) 소기관은 화학적 관점에서 유사한 구조를 가지고 있습니다.

이중 막 소기관.

핵심. 유기체의 세포에 핵이 있으면 진핵생물이라고 합니다. 핵 봉투에는 두 개의 밀접하게 간격을 둔 막이 있습니다. 그들 사이에는 핵 주위 공간이 있습니다. 핵막에는 구멍이 있습니다 - 모공. 핵소체는 RNA 합성을 담당하는 핵의 일부입니다. 여성의 일부 세포 핵에서는 일반적으로 1 Barr 체, 즉 비활성 X 염색체가 분비됩니다. 핵이 분열하면 모든 염색체가 보입니다. 분열 외부에서는 일반적으로 염색체가 보이지 않습니다. 핵즙은 핵질이다. 핵은 유전 정보의 저장과 기능을 보장합니다.

미토콘드리아. 내부 막에는 호기성 산화 효소의 내부 표면적을 증가시키는 크리스태(cristae)가 있습니다. 미토콘드리아에는 자체 DNA, RNA 및 리보솜이 있습니다. 주요 기능은 ADP의 산화와 인산화를 완료하는 것입니다.

ADP+P=ATP.

색소체(엽록체, 발색체, 백혈구). 색소체에는 자체 핵산과 리보솜이 있습니다. 엽록체의 간질에는 광합성을 담당하는 엽록소가 위치한 원반 모양의 막이 겹겹이 배열되어 있습니다.

색체에는 잎, 꽃, 과일의 노란색, 빨간색, 주황색을 결정하는 색소가 있습니다.

백혈구는 영양분을 저장합니다.

단일 막 소기관.

외부 세포질막은 세포를 분리합니다. 외부 환경. 막에는 다양한 기능을 수행하는 단백질이 있습니다. 수용체 단백질, 효소 단백질, 펌프 단백질, 채널 단백질이 있습니다. 외막은 선택적 투과성을 갖고 있어 막을 통과하여 물질을 이동할 수 있습니다.

일부 막에는 식물의 세포벽, 인간의 장 상피 세포의 당질 및 미세 융모와 같은 막상 복합체의 요소가 포함되어 있습니다.

이웃 세포(예: 데스모솜)와 접촉하는 장치와 막의 안정성과 모양을 보장하는 막하 복합체(원섬유 구조)가 있습니다.

소포체(ER)는 세포 내 상호작용을 위한 수조와 채널을 형성하는 막 시스템입니다.

세분화된(거친) EPS와 부드러운 EPS가 있습니다.

과립형 ER에는 단백질 생합성이 일어나는 리보솜이 포함되어 있습니다.

매끄러운 ER에서 지질과 탄수화물이 합성되고, 포도당이 산화되고(무산소 단계), 내인성 및 외인성(의약을 포함한 외국 생체이물) 물질이 중화됩니다. 중화를 위해 Smooth EPS에는 산화, 환원, 가수분해, 합성(메틸화, 아세틸화, 황산화, 글루쿠로니드화)의 4가지 주요 화학 반응을 촉매하는 효소 단백질이 포함되어 있습니다. ER은 골지체와 협력하여 리소좀, 액포 및 기타 단일 막 소기관의 형성에 참여합니다.

골지체(층판 복합체)는 ER과 밀접하게 연관되어 있는 편평한 막 수조, 디스크 및 소포로 구성된 소형 시스템입니다. 라멜라 복합체는 세포 내용물에서 가수분해 효소와 기타 물질을 분리하는 막(예: 리소좀 및 분비 과립) 형성에 참여합니다.

리소좀은 가수분해 효소가 들어 있는 소포입니다. 리소좀은 세포 내 소화 및 식균 작용에 적극적으로 참여합니다. 그들은 세포에 포획된 물체를 소화하여 음세포 및 식세포 소포와 합쳐집니다. 그들은 자신의 낡은 세포 소기관을 소화할 수 있습니다. 파지 리소좀은 면역 보호를 제공합니다. 리소좀은 껍질이 파괴되면 세포의 자가 분해(자가 소화)가 발생할 수 있기 때문에 위험합니다.

퍼옥시좀은 과산화수소를 중화시키는 카탈라아제 효소를 함유한 작은 단일 막 소기관입니다. 퍼옥시좀은 자유 라디칼 과산화로부터 막을 보호하는 세포 소기관입니다.

액포는 식물 세포의 특징인 단일 막 소기관입니다. 그들의 기능은 팽압 유지 및/또는 물질 저장과 관련이 있습니다.

비막 소기관.

리보솜은 크고 작은 rRNA 하위 단위로 구성된 리보핵단백질입니다. 리보솜은 단백질 조립 장소입니다.

원섬유형(실 모양) 구조는 미세소관, 중간 필라멘트 및 미세필라멘트입니다.

미세소관. 구조는 구슬과 비슷하며 그 실은 촘촘한 스프링 나선형으로 말려 있습니다. 각 "비드"는 튜불린 단백질을 나타냅니다. 튜브의 직경은 24 nm입니다. 미세소관은 물질의 세포내 수송을 제공하는 채널 시스템의 일부입니다. 그들은 세포 골격을 강화하고 스핀들, 세포 중심의 중심체, 기저체, 섬모 및 편모의 형성에 참여합니다.

세포 중심은 9개의 삼중체(각각 3개의 미세소관)로 구성된 2개의 중심체가 있는 세포질 부분입니다. 따라서 각 중심소체는 27개의 미세소관으로 구성됩니다. 세포 중심은 세포 분열 방추사 형성의 기초라고 믿어집니다.

기저체는 섬모와 편모의 기초입니다. 횡단면에서 섬모와 편모에는 원주 주위에 9쌍의 미세소관이 있고 중앙에 1쌍이 있어 총 18 + 2 = 20개의 미세소관이 있습니다. 섬모와 편모는 서식지에서 미생물과 세포(정자)의 이동을 보장합니다.

중간 필라멘트의 직경은 8-10 nm입니다. 그들은 세포 골격 기능을 제공합니다.

직경 5~7nm의 미세섬유는 주로 액틴 단백질로 구성됩니다. 미오신과 상호작용하여 근육 수축뿐 아니라 비근육 세포의 수축 활동도 담당합니다. 따라서 식세포 작용 중 막 모양의 변화와 미세 융모의 활동은 미세 필라멘트의 작업으로 설명됩니다.

때로는 내부가 필요합니다. 세포 물질 농도세포외액(예: 칼륨 이온)의 낮은 농도에서도 높았습니다. 반대로, 세포 외부의 다른 이온 농도(예: 나트륨 이온)에도 불구하고 세포 내부의 다른 이온 농도를 낮은 수준으로 유지하는 것이 중요합니다. 이 두 가지 경우 모두 단순 확산으로는 이를 달성할 수 없으며 그 결과 항상 막 양쪽의 이온 농도 균형이 맞춰집니다. 칼륨 이온이 세포 안으로 과도하게 이동하고 나트륨 이온이 세포 밖으로 이동하려면 일부 에너지원이 필요합니다. 농도 구배(또는 전기 또는 압력 구배)에 반대하여 세포막을 통해 분자나 이온을 이동시키는 과정을 능동 수송이라고 합니다.

활성 물질에 운반 가능, 적어도 일부 세포막을 통해 나트륨, 칼륨, 칼슘, 철, 수소, 염소, 요오드, 요산, 일부 설탕 및 대부분의 아미노산을 운반합니다.

기본 활성 및 보조 능동 수송. 사용되는 에너지원에 따라 능동수송은 1차 능동형과 2차 능동형의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 1차 능동 수송의 경우, 아데노신 삼인산 또는 기타 고에너지 인산염 화합물의 분해로부터 에너지가 직접 추출됩니다. 2차 능동 수송은 1차 능동 수송에 의해 초기에 생성된 부산물, 분자 또는 이온의 농도 차이의 형태로 세포막 양쪽에 축적된 2차 에너지에 의해 제공됩니다. 두 경우 모두 촉진 확산과 마찬가지로 수송은 세포막을 관통하는 운반체 단백질에 따라 달라집니다. 그러나 능동 수송에서 담체 단백질의 기능은 촉진 확산에 의한 수송과 다릅니다. 첫 번째 경우 단백질은 수송된 물질에 에너지를 전달하여 전기화학적 구배에 반대하여 이동할 수 있기 때문입니다. 다음은 기능 원리에 대한 보다 자세한 설명과 함께 1차 능동 및 2차 능동 수송의 예입니다.

나트륨-칼륨 펌프

에게 물질 1차 능동 수송을 통해 운반되는 이온에는 나트륨, 칼륨, 칼슘, 수소, 염소 및 기타 이온이 포함됩니다.
능동 전송 메커니즘나트륨-칼륨 펌프(Na+/K+ 펌프)에 대해 가장 잘 연구되었으며, 이는 나트륨 이온을 세포막을 통해 밖으로 펌핑하는 동시에 칼륨 이온을 세포 안으로 펌핑하는 수송 과정입니다. 이 펌프는 막 양쪽에 서로 다른 농도의 나트륨 및 칼륨 이온을 유지하고 세포 내부의 음전위를 유지하는 역할을 합니다. (이것은 또한 신경계의 충동 전달 과정의 기초이기도 함을 5장에서 보여줍니다.)

수송 단백질두 개의 개별 구형 단백질의 복합체입니다. 더 큰 것은 분자량이 약 100,000인 알파 소단위체와 분자량이 약 55,000인 더 작은 것은 베타 소단위체입니다. 알려지지 않은(지질막에 단백질 복합체를 고정할 수 있다는 점 제외), 큰 단백질은 펌프 기능에 중요한 세 가지 특정 특성을 가지고 있습니다.

1. 세포 안으로 튀어나온 단백질 부분에는 나트륨 이온을 결합시키는 세 개의 수용체 부위가 있습니다.
2. 단백질의 바깥 부분에는 칼륨 이온을 결합시키는 두 개의 수용체 부위가 있습니다.
3. 나트륨 이온 결합 부위 근처에 위치한 단백질의 내부 부분에는 ATPase 활성이 있습니다.

펌프의 작동을 고려하십시오.. 칼륨 이온 2개가 운반 단백질 외부에 결합하고 나트륨 이온 3개가 내부에 결합하면 단백질의 ATPase 기능이 활성화됩니다. 이로 인해 1개의 ATP 분자가 ADP로 분해되어 고에너지 인산염 결합의 에너지가 방출됩니다. 이렇게 방출된 에너지는 운반체 단백질 분자의 화학적 및 구조적 변화를 일으키고 그 결과 3개의 나트륨 이온이 외부로 이동하고 2개의 칼륨 이온이 세포 안으로 이동하는 것으로 믿어집니다.

다른 효소와 마찬가지로 Na-K+-ATPase반대 방향으로도 작업할 수 있습니다. Na+ 및 K+에 대한 전기화학적 구배가 축적된 에너지가 ATP 가수분해의 화학 에너지보다 높아지는 값으로 실험적으로 증가하면 이러한 이온은 농도 구배를 따라 이동하고 Na+/K+-Hacoc은 ATP를 합성합니다. ADP와 인산염으로부터. 결과적으로 Na+/K+ 펌프의 인산화된 형태는 ADP에서 ATP를 합성하기 위한 인산염 기증자가 될 수도 있고, 에너지를 사용하여 형태를 변경하고 나트륨을 세포 밖으로 내보내고 칼륨을 세포로 펌핑할 수도 있습니다. ATP, ADP 및 인산염의 상대적 농도와 나트륨 및 칼륨의 전기화학적 구배가 효소 반응의 방향을 결정합니다. 전기 활성 신경 세포와 같은 일부 세포의 경우 세포가 소비하는 총 에너지의 60~70%가 나트륨을 바깥쪽으로 이동하고 칼륨을 안쪽으로 이동하는 데 사용됩니다.