Přenos látek přes membránu

Prezentace na téma: "Přenos látek přes membránu"— Transkript prezentace:

1 Přenos látek přes membránu
Mgr. Jaroslav Najbert

2 Označení vzdělávacího materiálu Vzdělávací oblast Vzdělávací obor
Název školy Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Adresa školy Sokolovská 1638 IČO Operační program Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/ Označení vzdělávacího materiálu K_INOVACE_1.CH.29 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Chemie Tematický okruh Metabolismus Zhotoveno červen 2012 Ročník Vyšší stupeň osmiletého gymnázia a čtyřleté gymnázium (RVP – G) Anotace Materiál je určen jako studijní v předmětu biochemie, který integruje vzdělávací obory biologie a chemie. Je zaměřen na význam semipermeabilní membrány pro metabolické děje. Předpokládá zvládnutí učiva buněčné biologie vzdělávacího oboru biologie.

3 Membránové děje Z hlediska fyzikálně chemických procesů je vnitřní prostředí živých organismů charakterizováno jako disperzní soustava, vzhledem k odlišným vlastnostem na různých místech polydisperzní – dispergované fáze různých typů a vlastností. Toto rozdělení udržováno semipermeabilní membránou (výběrově, polopropustná) – rozděluje prostor na extra a intra. Semipermeabilní membrána umožňuje udržování různých koncentrací látek na opačných stranách membrány.

4 Přenos látek přes membránu
Prostá difůze Pasivní Usnadněná difůze Pomocí proteinu Pomocí kanálu Uniport Aktivní Symport Antiport

5 Solvatace Polární látka v rozpouštědle, respektive koloidní látka s nabitým povrchem, je obklopena částicemi polárního rozpouštědla, které se orientují opačným nábojem – tvoří primární obal, okolo něj vytvořen sekundární obal molekul rozpouštědla (izolují rozpuštěné částice) ꞊>„zvětšení“ částic rozpuštěné látky. Solvatace brání pohybu a přenosu látky přes membránu, ale zabraňuje shlukování rozpuštěných látek. Zůstávají v roztoku – lze porušit přidáním solí – rozpuštěné látky se shluknou a vyloučí. Je-li rozpouštědlem voda, mluvíme o hydrataci

6 Pasivní transport Látky přecházejí přes membránu ve směru svého koncentračního nebo elektrického gradientu bez využití energie – osmóza, difúze. Prostá difůze – lipofilní látky (steroidy), malé molekuly bez náboje (CO2, O2, močovina, glycerol) Usnadněná (facilitovaná) difůze – pomocí přenašečového proteinu – organické nízkomolekulární látky – pomocí kanálů – ionty

7 Aktivní transport – endocytóza
Proces, kterým buňky absorbují materiál (molekuly nebo i jiné buňky) z vnějšího prostředí Fagocytóza – buňka vysílá panožky směrem proti objektu Pinocytóza – objekt je vtahován do buňky Endocytóza zprostředkovaná receptorem – nezbytný receptor k navázaní látky na membránu, následně spuštěna pinocytóza. Endocytóza energeticky náročná, při tvorbě váčku nutné prolnutí hydrofobní a hydrofilní části membrány – pomocí clathrinových molekul

8 Aktivní transport – exocytóza
Proces, kterým buňky uvolňují nebo vyvrhují větší molekuly nebo struktury (obecně látky, které nejsou schopny samostatného prostupu přes plazmatickou membránu do svého okolí. K výdeji dochází při splynutí membránového transportního váčku (vesikulu) s membránou na povrchu buňky. Vylučovány látky pro buňku přebytečné (škodlivé či nepotřebné) Vysílány trávicí enzymy, hormony, u rostlin vylučování stavebního materiálu pro buněčné stěny Buňka zvětšuje svůj povrch ( fúzí s membránou měchýřku se povrch buňky zvětší o celkový povrch membránového váčku) Buňka mění ve velmi krátkém časovém období zastoupení funkčních bílkovin na svém povrchu

9 Aktivní transport Uniport – transport jedné částice
Symport – jsou přenášeny dvě částice, obě stejným směrem Antiport - jsou přenášeny dvě částice, opačným směrem (sodíko- -draslíková pumpa Energie získávána především hydrolýzou P-P vazby, případně oxidačně redukčními reakcemi. Semipermeabilní membrána umožňuje udržování různých koncentrací látek ne opačných stranách membrány, je tak udržován: Membránový potenciál Oxidačně redukční potenciál Protonový gradient

10 Membránový potenciál Rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma stranami biologické membrány v důsledku nerovnoměrného rozdělení iontů – vnitřní povrch nese záporný, vnější kladný. Klidový membránový potenciál – u většiny živých buněk existuje klidový membránový potenciál, jehož hodnota je –30 až –90 mV (u většiny neuronů v lidském těle -70 až -90 mV). Změna koncentrace iontů vede k depolarizaci a hyperpolarizaci membrány

11 Oxidačně redukční potenciál
Potenciál mezi různými oxidačními stupni téže látky. Důležitý při buněčném dýchání, fotosyntéze, činnosti enzymů oxidoreduktáz Dýchací řetězec Fotosyntéza Redox potenciál (oxidačně-redukční potenciál, elektrodový potenciál) je vyjádření míry schopnosti redox systému převést jednoho z reakčních partnerů do oxidovaného stavu. Redox potenciál vyjadřuje redukční stav systému v milivoltech a napětí mezi standardní vodíkovou elektrodou a příslušným oxidačně-redukčním přechodem. Čím má činidlo E>0, tím větším je oxidačním činidlem, čím má E<0, tím je silnějším redukčním činidlem. Oxidoreduktázy IV.svg&page=1

12 Protonový gradient Protonový gradient – různá koncentrace látek s acidobazickými vlastnostmi – nezbytný pro tvorbu ATP Syntéza ATP Většinou snaha zachovat stálé vnitřní prostředí v intervalu <7,28 – 7,42> – pufrační systémy. Metabolické děje obvykle vedou k acidóze.

13 Zdroje a použitá literatura
1. MURRAY, Robert K. <i>Harperova biochemie</i>. 23. vyd. Jinočany: H H, 2002, ix, [3], 872 s. ISBN JAN MUSIL. Biochemie v obrazech a schématech. II., zcela přepracované vydání. Praha: Avicenum, 1990.