Sự vận chuyển tích cực nhờ ATP bơm các chất ngược thang nồng độ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.51 MB, 107 trang )
• Quá trình transporter chuyển các phân tử nhỏ tan
xuyên lớp đôi lipid giống phản ứng enzyme-cơ
chất, và ở nhiều chỗ transporter thể hiện giống
các enzyme. Tuy nhiên, ngược với các phản ứng
enzyme-cơ chất thông thường, transporter không
biến đổi chất tan được chuyển mà thay vào đó
phóng thích nó không tích điện về phía khác của
màng. Mỗi kiểu transporter có một hay nhiều hơn
các điểm gắn đặc hiệu cơ chất tan của nó. Nó
chuyển chất tan xuyên lớp đôi lipid bằng các biến
đổi cấu hình không gian thuận nghịch để phô ra
theo cách trái ngược nhau điểm gắn-chất tan đầu
tiên ở một phía của màng và sau đó ở phía kia.
• Sự vận chuyển này rất quan trọng nó
giúp đưa vào tế bào các chất có kích
thước lớn và không tan trong màng.
Các bơm cũng vận chuyển các đơn vị
cấu trúc trên hormone của các đại phân
tử sinh học vào tế bào.
•
Ví dụ điển hình là bơm Na - Kali. Bơm
này giữ vai trò quan trọng trong nhiều
quá trình trao đổi chất như duy trì dòng
điện thần kinh, cơ và sự hút nước của
rễ cây.
Bôm Natri-Kali
• Bơm là một protein đặc hiệu ở màng sinh chất, sử
dụng năng lượng ATP để đưa ion Na ra ngoài và
bơm ion K vào trong tế bào (h.4.18). Điều đó tạo
nên sự chênh lệch nồng độ ion ở hai phía của
màng. Nồng độ ion K+ bên trong cao hơn 10 lần
bên ngoài, còn nồng độ ion Na+ bên ngoài cao
hơn bên trong khoảng 10-15 lần. Do đó giữa hai
phía của màng hình thành điện thế là cơ sở để
chuyển các xung thần kinh. Cơ chế tạo thang
điện hóa (electrochemical gradient) này quan
trọng đến mức một số tế bào (như tế bào thần
kinh) sử dụng 70% tổng năng lượng trao đổi chất
chỉ dành cho một hệ thống bơm này.
• Các transporter có thể kết hợp tính thấm
thụ động với sự vận chuyển tích cực tạo
những khác nhau lớn trong thành phần bào
tương so với dịch ngoại bào hay dòng lỏng
bên trong các bào quan. Bằng việc sản sinh
ra các khác biệt nồng độ ion xuyên lớp đôi
lipid, các màng tế bào có thể tích trữ năng
lượng ở dạng thang nồng độ điện hóa, mà
nó điều khiển các quá trình vận chuyển
khác nhau, truyền tín hiệu điện trong các tế
bào bị kích điện, và tạo ra phần lớn ATP của
tế bào (trong ti thể, lục lạp, tế bào vi khuẩn).
c. Sự đồng chuyển (cotransport)
• Sự đồng chuyển do các kênh phức tạp hơn, tuy
vẫn chuyển thụ động, thường chuyển hai chất
cùng lúc vào tế bào. Sự vận chuyển có phối hợp
này rất quan trọng trong việc đưa glucose là
nguồn năng lượng chủ yếu vào tế bào. Trong khi
Na+ có nồng độ bên ngoài cao gấp 11 lần, nó tạo
thuận tiện về áp suất thẩm thấu cho sự đi vào
trong. Nhờ đó, chúng có thể cùng kéo glucose qua
kênh vào tế bào. Như vậy, năng lượng tự do của
Na+ được dùng để vượt thang nồng độ nhỏ bất lợi
của glucose. Tốc độ vận chuyển Na+ và glucose
qua màng quá lớn so với sự giải thích về chênh
lệch nồng độ. Ngoài ra, giữa bên trong và ngoài tế
bào còn có thang điện- hóa học (electrochemical
gradient) do bên trong có nhiều ion điện âm, bên
ngoài nhiều ion dương. Na+ di chuyển hướng vào
điện âm bên trong tế bào
• Ví dụ : Một kiểu điều
hòa sự ra vào các chất
là sự hình thành các
chất phức hợp của tế
bào. Ví dụ: khi glucose
vào tế bào nhanh, nó sẽ
kết hợp với một chất
khác tạo phức hợp chất
mới. Nồng độ glucose
tự do sẽ giảm để khỏi
cản trở sự xâm nhập
tiếp tục của glucose.
4. Nhập bào (endocytosis) và xuất bào
(exocytosis)
• Trường hợp số lượng các chất lớn mà không
qua màng được tế bào có quá trình thu nhận tích
cực gọi là nhập bào, khi tế bào bao các chất vào
một túi tách biệt với màng sinh chất. Các quá
trình này đều phụ thuộc vào các protein chuyên
biệt và chia làm hai loại:
• – Thực bào (phagocytosis): là quá trình bao các
hạt hay vật rắn vào tế bào. Ví dụ, các bạch cầu
trong máu bao các vật thể nhỏ và tiêu hoá.
• – Ẩm bào (pinocytosis) là quá trình bao các chất
lỏng hay hạt nhỏ. Các giọt lỏng bám vào màng,
màng lõm dần vào hình thành túi chứa chất lỏng.
V. THÔNG TIN QUA MÀNG
• Sự giao lưu thông tin (communication) ở cấp độ
tế bào có ý nghĩa sống còn đối với sự sống. Mối
quan hệ tế bào-tế bào đặc biệt quan trọng ở các
sinh vật đa bào. Hàng tỷ tế bào của cơ thể người
và các động thực vật khác đã truyền thông tin
lẫn nhau để thiết lập sự điều phối chính xác và
hài hòa cho sự phát triển của cơ thể từ một hợp
tử thành các mô, cơ quan khác nhau, hoạt động
sống bình thường và sinh sản tạo thế hệ mới.
Một trong những chức năng quan trọng của
màng tế bào là tiếp nhận thông tin nhờ các cơ
chế tinh vi, chính xác mà nhiều vấn đề còn chưa
rõ.
1. Các chiến lược truyền thông tin
ở sinh vật đa bào
• Sự truyền thông tin đặc biệt quan trọng và
rất phức tạp ở các sinh vật đa bào. Chương
trình phát triển cá thể ở các sinh vật này
được thực hiện một cách hoàn hảo và chính
xác cả trong không gian lẫn thời gian (đúng
nơi, đúng lúc) một phần quan trọng là nhờ
thông tin nội bào và giữa các tế bào. Ở động
vật, các phân tử thông tin ngoại bào thực
hiện mối quan hệ giữa các tế bào là những
chất trung gian gồm 3 loại chủ yếu theo
khoảng cách tác động : nội tiết (endocrine),
cận tiết (paracrine) và tự tiết (autocrine).
