跨膜物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式有哪些?各有什么特點(diǎn)?
協(xié)助擴(kuò)散
是指一些非脂溶性的物質(zhì)或水溶性強(qiáng)的物質(zhì),依靠細(xì)胞膜上鑲嵌在脂質(zhì)雙分子層中特殊蛋白質(zhì)的“幫助”,順電—化學(xué)梯度擴(kuò)散的過程。即將本來不能或極難進(jìn)行的跨膜擴(kuò)散變得容易進(jìn)行,所以叫做易化擴(kuò)散。參與易化擴(kuò)散的鑲嵌蛋白質(zhì)有兩種類型:一種是載體蛋白質(zhì),另一種是通道蛋白質(zhì)。因而易化擴(kuò)散可分為兩種
①以載體為中介的易化擴(kuò)散:載體的作用是在細(xì)胞膜的一側(cè)與某物質(zhì)相結(jié)合,再通過本身的變構(gòu)作用將其運(yùn)往膜的另一側(cè)。以此種方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)是一些小分子的有機(jī)物。載體轉(zhuǎn)運(yùn)有三個(gè)主要特點(diǎn):一個(gè)是高度特異性,一種載體只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種物質(zhì),如葡萄糖載體只能轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖。另一個(gè)是飽和性,即在單位時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)量不能超過某一數(shù)值。第三,競(jìng)爭(zhēng)抑制性,即結(jié)構(gòu)近似的物質(zhì)可爭(zhēng)奪占有同一種載體、載體優(yōu)先轉(zhuǎn)運(yùn)濃度較高的物質(zhì)。
?、谝酝ǖ罏橹薪榈囊谆瘮U(kuò)散:通道的作用是在一定條件下通過蛋白質(zhì)本身的變構(gòu)作用而在其內(nèi)部形成一個(gè)水相孔洞或溝道,使被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)得以通過。以此種方式轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)是一些簡(jiǎn)單的離子。
主動(dòng)運(yùn)輸
是指物質(zhì)依靠膜上“泵蛋白”的作用,由膜的低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。這是一種耗能過程,所以稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。
主動(dòng)運(yùn)輸是靠細(xì)胞上的一種特殊的鑲嵌蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)的,這種特殊的鑲嵌蛋白質(zhì),稱為泵蛋白質(zhì),簡(jiǎn)稱泵。細(xì)胞膜上的泵蛋白質(zhì)具有特異性,按其所轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)種類可分為鈉泵、鉀泵、鈣泵等等。
在不同組織的細(xì)胞膜上,各種離子泵的化學(xué)結(jié)構(gòu)雖有差異,但其轉(zhuǎn)運(yùn)離子的特點(diǎn)基本相同,都是耗氧、耗能量的(能量由ATP提供)。這是主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)與被動(dòng)運(yùn)輸、易化擴(kuò)散的重要不同點(diǎn)。
入胞和出胞
一些大分子或物質(zhì)團(tuán)塊的轉(zhuǎn)運(yùn),是通過入胞作用和出胞作用來實(shí)現(xiàn)的。
①入胞(胞吞):入胞是指物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)動(dòng),從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過程。如果進(jìn)入的是固體物質(zhì),稱為吞噬;如果是液態(tài)物質(zhì),稱為吞飲。
入胞過程進(jìn)行時(shí),首先是細(xì)胞膜通過細(xì)胞膜表面存在的特殊受體辨別要吞入的物質(zhì)。接著是膜和該物質(zhì)接觸,引起膜的形態(tài)和機(jī)能的變化。接觸處的膜內(nèi)陷。其周圍的膜形成了突出的偽足并包圍該物質(zhì),然后,偽足相互接觸并發(fā)生膜的融合和斷裂,于是異物和包圍它的一部分細(xì)胞膜一起內(nèi)陷而進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。在胞質(zhì)內(nèi),吞噬物與溶酶體接觸融合成一體,溶酶體內(nèi)的水解酶即可將進(jìn)入的物質(zhì)進(jìn)行消化。
?、诔霭ò拢?出胞是指物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)動(dòng),從細(xì)胞內(nèi)排出到細(xì)胞外的過程。它是細(xì)胞把代謝產(chǎn)物或腺細(xì)胞的分泌物排到細(xì)胞外的方式。以腺細(xì)胞分泌酶原的過程為例,當(dāng)出胞作用進(jìn)行時(shí),腺細(xì)胞內(nèi)的酶原顆粒逐漸向細(xì)胞的頂端靠近。最后酶原顆粒外包裹的膜和細(xì)胞膜接觸并融合,在融合處形成小孔,致使酶原顆粒內(nèi)容物放出細(xì)胞外。入胞和出胞作用也都是耗能的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程。
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