TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA

VÝZNAM TRANSPORTU PŘES MEMBRÁNY V MEDICÍNĚ Příklad: Membránový transportér: CFTR (cystic fibrosis transmembrane regulator) Onemocnění: cystická fibróza

A: Normal lung tissue B: Lung tissue from a cystic fibrosis patient, showing extensive destruction as a result of obstruction and infection

TRANSPORT PŘES MEMBRÁNY, MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL, OSMÓZA: Základní typy membránového transportu Difúze látek přes membrány Pasivní vs. aktivní transport zprostředkovaný transportními proteiny Typy transportních proteinů Transport zprostředkovaný nosiči Uniport Symport Antiport Osmóza Transport zprostředkovaný kanály Ligandem regulované iontové kanály Napěťově regulované iontové kanály Membránový potenciál

1. ZÁKLADNÍ TYPY MEMBRÁNOVÉHO TRANSPORTU Difúze: závisí na permeabilitě membrány, po koncentračním gradientu Transport zprostředkovaný transportními proteiny: specifický [FIG.]

2. DIFÚZE LÁTEK PŘES MEMBRÁNY: Difúze látek přes membrány je selektivní: difundují malé hydrofóbní molekuly (včetně molekul plynů) a malé nenabité polární molekuly (včetně H2O) [FIG.]

3. PASIVNÍ VS. AKTIVNÍ TRANSPORT ZPROSTŘEDKOVANÝ TRANSPORTNÍMI PROTEINY: Pasivní transport: po koncentračním gradientu (bez spotřeby energie) Aktivní transport: proti koncentračnímu gradientu (spotřeba energie) [FIG.]

4. TYPY TRANSPORTNÍCH PROTEINŮ: Nosiče: vazba transportované molekuly na jedné straně → konformační změna nosiče → přenos na druhou stranu Kanály: kanály v membráně, které umožňují průchod transportované molekuly (většinou iontové kanály) [FIG.]

5. TRANSPORT ZPROSTŘEDKOVANÝ NOSIČI: Uniport: transport jednoho typu molekul Symport (spřažený transport): kotransport dvou typů molekul jedním směrem Antiport (spřažený transport): kotransport dvou typů molekul v opačných směrech [FIG.]

6. UNIPORT: Pasivní uniport (po koncentračním gradientu): usnadněná difúze (transport aminokyselin, glukózy: GLUT1) [FIG.] [FIG.] Aktivní uniport: ATPázy (ATP poháněné pumpy: Ca2+ pumpa) [FIG.]

6. UNIPORT: Pasivní uniport (po koncentračním gradientu): usnadněná difúze (transport aminokyselin, glukózy: GLUT1) [FIG.] [FIG.] Aktivní uniport: ATPázy (ATP poháněné pumpy: Ca2+ pumpa) [FIG.]

7. SYMPORT Pasivní symport (vzácně) Aktivní symport (glukózová pumpa) [FIG.] [FIG.]

8. ANTIPORT Pasivní antiport: výměnná difúze Aktivní antiport (Na+-K+ pumpa) [FIG.]

9. OSMÓZA Podstata osmózy: difúze vody z prostředí s nižší koncentrací rozpuštěných látek do prostředí s vyšší koncentrací rozpuštěných látek [FIG.] Osmotický tlak: definice, udržování osmotické rovnováhy [FIG.] [FIG.]

9. OSMÓZA Podstata osmózy: difúze vody z prostředí s nižší koncentrací rozpuštěných látek do prostředí s vyšší koncentrací rozpuštěných látek [FIG.] Osmotický tlak: definice, udržování osmotické rovnováhy [FIG.] [FIG.]

10. TRANSPORT ZPROSTŘEDKOVANÝ KANÁLY: Ligandem regulované iontové kanály: otevření regulované navázáním ligandu Napěťově regulované iontové kanály: otevření regulované změnou napětí na membráně [FIG.]

11. LIGANDEM REGULOVANÉ IONTOVÉ KANÁLY: Funkce v buňce: neurotransmitéry, intracelulární signalizace (IP3 & vápníkové kanály v membráně ER) [FIG.]

12. NAPĚŤOVĚ REGULOVANÉ IONTOVÉ KANÁLY: Funkce v buňce: napěťově regulovaný Na+ kanál [FIG.]

13. MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL: Podstata membránového potenciálu: rozdíl v náboji mezi dvěma stranami membrány [FIG.] Mechanismus vzniku membránového potenciálu: únik K+ z buňky po koncentračním gradientu [FIG.] Elektrochemický gradient: souhrn koncentračního gradientu a membránového potenciálu představující hnací sílu pro ionty projít přes membránu [FIG.]

13. MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL: Podstata membránového potenciálu: rozdíl v náboji mezi dvěma stranami membrány [FIG.] Mechanismus vzniku membránového potenciálu: únik K+ z buňky po koncentračním gradientu [FIG.] Elektrochemický gradient: souhrn koncentračního gradientu a membránového potenciálu představující hnací sílu pro ionty projít přes membránu [FIG.]

13. MEMBRÁNOVÝ POTENCIÁL: Podstata membránového potenciálu: rozdíl v náboji mezi dvěma stranami membrány [FIG.] Mechanismus vzniku membránového potenciálu: únik K+ z buňky po koncentračním gradientu [FIG.] Elektrochemický gradient: souhrn koncentračního gradientu a membránového potenciálu představující hnací sílu pro ionty projít přes membránu [FIG.]

LITERATURA: Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Science. New York and London, pp. 387-423, 2010