Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Особенности и основные функции транспортных белков: специфика видов транспорта, простая и облегченная диффузия
Содержание:
Что представляют собой транспортные белки?
Транспортные белки — это группа белков, переносящие различные лиганды через клеточную мембрану и внутрь клетки, если организм одноклеточный, и между различными клетками (если организм многоклеточный).
Особенности транспортных белков
Есть несколько функций, которые белки выполняют в клетках. Это:
- каталитическая;
- строительная;
- ферментативная;
- энергетическая и др.
Все белковые молекулы приравниваются к гетерополимерам и отличаются различной длиной. Мономеры белков — это аминокислоты. Белок состоит из таких веществ как кислород, водород, углерод, азот. Практически во всех белках есть в составе сера, так как она считается основной составляющей аминокислот цистеина и метионина.
Транспортные белки могут внедряться в мембрану или секретироваться из клетки в виде растворов из ядра и органелл эукариотического организма.
Основные группы транспортных белков:
- хелатирующие;
- ионные;
- транспортирующие.
Транспортная функция белков — это процесс участия белков в переносе веществ в клетки и за пределы клеток, а также внутри клеточного пространства.
В организме человека функция белков находит реализацию в транспорте крови и прочих жидкостей организма, имеющих в составе белковые молекулы.
Транспортная функция каждой группой упомянутых белков выполняется по-своему: в зависимости от скорости и направления транспорта. Принято считать, что белковая молекула может укладываться разнообразными способами, а также принимать разные формы и конформации. Все это зависит от:
- условий pH;
- уровня температуры;
- наличия конкретных ионов.
Кроме того, структура определяется способом сворачивания полипептидной цепи внутри раствора — на это влияет последовательность аминокислот.
Специфика видов транспорта
Белки помогают осуществлять различные виды транспорта. Степень прохождения веществ через билипидный мембранный слой определяет перенос веществ через клеточную мембрану, который протекает в несколько этапов.
Чтобы клетка полноценно функционировала, в нее должны поступать:
- углеводы;
- аминокислоты;
- ионы щелочных металлов.
Слои липидов для различных веществ являются практически непроницаемыми. Поэтому внутри мембраны есть специализированные транспортные белки — они переносят полярно заряженные соединения.
Такой транспорт веществ бывает:
- активным. Он реализуется с помощью специализированных каналов внутри мембраны против градиента концентрации — в ходе процесса происходят определенные затраты энергии. Активный транспорт предполагает активное участие белков-переносчиков. Чтобы такой перенос состоялся, нужна энергия — транспортные белки ее получают в результате расщепления АТФ;
- пассивным. Реализуется из области высокой концентрации в область низкой концентрации. При этом затрат энергии не наблюдается. Такой путь имеет вид диффузии, которая может быть простой и облегченной.
Облегченная и простая диффузия
Белки-переносчики обеспечивают облегченную диффузию. Этот вариант транспорта реализуют различные конформации белка — в процессе могут участвовать несколько белков или один.
При участии одной лишь транслоказы, то белок связывает вещество и сближается с другой стороной мембраны. После чего он отдает связанное вещество и возвращается в исходное положение.
Если участвует несколько белков, то один из них связывается с исходным веществом, передает его другому белку до того времени, пока вещество не доходит по цепи до другой стороны мембраны.
Пассивный транспорт может осуществляться по белкам-каналам. Эти каналы образуют водные поры — они находятся в открытом состоянии в определенный момент времени. Каналы служат средством транспортировки белков из одной клетки в другую.
Также вещества могут попасть в клетку с помощью эндоцитоза: в этом процессе принимают участие только специализированные транспортные белки.
Простая диффузия обеспечивает попадание в клетку разнообразных гидрофобных веществ вроде кислорода, азота, бензола, а также полярных молекул вроде воды и углекислого газа. Аминокислоты и моносахариды с помощью простой диффузии попасть в клетку не могут.
Что касается воды, то она диффундирует в клетку путем осмоса.
Осмос — односторонняя диффузия воды через полупроницаемую мембрану в раствор с более высокой концентрацией.
В растворе с высокой концентрацией есть молекулы растворителя, но в минимальной концентрации. В этот раствор при помощи диффузии просачивается растворитель из области вещества с меньшей концентрацией.
Основные функции транспортных белков
Внутри клетки между ядром и другими органоидами через клеточную мембрану осуществляется перенос веществ. Этот перенос возможен за счет ядерных пор, которые пронизывают два слоя белковой оболочки. В свою очередь, оболочки тоже состоят из белков.
Перенос веществ из цитоплазмы в ядро клетки происходит вместе со специальными белками, которые называются транспортинами. Именно они распознают вещества, которые нужно транспортировать, и образуют с ними связь. Белок-транспортин соединяется с белками ядерной поры, а затем распадается. После этого транспортные белки снова возвращаются в цитоплазму.
В процессе переноса белков из цитоплазмы к другим органоидам участвуют белки-переносчики. Вещества внутри организма также переносятся при помощи белков.
Гемоглобин переносит кислород.
Плазма крови всегда содержит транспортные белки.
Транспортные белки плазмы крови — сывороточные альбумины.
Транспортировка жирных кислот происходит при помощи альбуминов сыворотки крови, а гормонов щитовидной железы — при помощи транстиретина.
Альбумины помимо прочего переносят билирубин, разнообразные лекарства, ионы и прочие вещества.
Есть и другие примеры транспортных белков.
Миоглобин, белок скелетных мышц, переносит кислород, а глобулин — гормоны и витамины.
Навигация по статьям