Мир инновационных технологий

Регуляция активного транспорта

Клетка постоянно обменивается с внешней средой веществом и энергией. Для этого в клетку должны поступать ее главные питательные вещества — глюкоза, аминокислоты и пр., а выходить из клетки продукты ее метаболизма. Как же осуществляются эти процессы, если клетка окружена довольно прочной клеточной оболочкой? У животных клеток наружная оболочка самая тонкая, но она составляет в толщину 6,0—10,0 нм. Вспомним, что размеры глюкозы 0,5—0,6 нм, т. е. значительно меньше толщины клеточной оболочки. Каким же образом осуществляется перенос веществ внутрь клетки? За последние годы стало ясно, что активный перенос веществ сопряжен с затрате]’: энергии АТФ и очень часто сопровождается перемещением ионов Ха+ и К+ через клеточную мембрану. В животных клетках обнаружен белок-переносчик, который связывается с глюкозой, но при этом процесс обязательно сопровоялдается связыванием на другом конце белка одного иона N3+. Без ионов N8+ активный перенос глюкозы против градиента концентрации внутрь клетки (концентрация глюкозы здесь значительно превышает ее концентрацию в окружающей среде) не происходит. В чем же дело? Оказывается, в сопряжении переноса глюкозы с так называемым «натриевым насосом». Молекула-переносчик облегчает принудительный перенос глюкозы совместно с нонами Ка+ в клетку. Белок-переносчпк глюкозы располагается внутри клеточной оболочки с одной стороны клетки, а с другой стороны клетки в клеточной оболочке вмонтирована система активного транспорта ионов Ха+ из клетки. Этот процесс сопряжен с затратой энергии, поэтому в молекулярную систему активного транспорта ионов включен фермент, расщепляющий АТФ. Он носит название АТФ-аза. Расщепляя АТФ, этот фермент добывает необходимую энергию для активного переноса ионов металла. В этом месте ионы ^+ активно выводятся из клетки в межклеточное пространство. Внутри клетки они устремляются к месту активного транспорта, так как в этом месте их концентрация непрерывно падает. В это время с другой стороны клетки уменьшается концентрация ионов- Ка+, тогда новые порции попов этого металла поступают внутрь клетки совместно с глюкозой через белок-переносчик. Так работают, например, эпителиальные клетки тонкой кишки высших животных, которые способны из среды, бедной глюкозой, всасывать ее внутрь клетки.