Transport? Transmembransko kretanje različitih makromolekularnih spojeva, staničnih komponenti, supramolekularnih čestica koje nisu u stanju prodrijeti kroz kanale u membrani, provodi se posebnim mehanizmima, na primjer, fagocitozom, pinocitozom, egzocitozom, prijenosom kroz međućelijski prostor. Odnosno, kretanje tvari kroz membranu može se dogoditi pomoću različitih mehanizama, koji se dijele prema znakovima sudjelovanja određenih nosača u njima, kao i potrošnji energije. Znanstvenici dijele transport tvari na aktivni i pasivni.

Glavni vidovi transporta

Pasivni transport je prijenos tvari kroz biološku membranu duž gradijenta (osmotski, koncentracijski, hidrodinamički i drugi), koji ne zahtijeva potrošnju energije.

Predstavlja prijenos tvari kroz biološku membranu protiv gradijenta. Ovo troši energiju. Otprilike 30 - 40% energije koja nastaje kao rezultat metaboličkih reakcija u ljudskom tijelu troši se na provedbu aktivnog transporta tvari. Ako uzmemo u obzir funkcioniranje ljudskih bubrega, tada se oko 70 - 80% potrošenog kisika troši na aktivni transport.

Pasivni transport supstanci

podrazumijeva prijenos različitih tvari kroz biološke membrane na različite načine:

• elektrohemijski gradijent potencijala;
• gradijent koncentracije supstance;
• gradijent električnog polja;
• gradijent osmotskog pritiska i drugo.

Proces implementacije pasivnog transporta ne zahtijeva nikakvu potrošnju energije. Može nastati olakšanom i jednostavnom difuzijom. Kao što znamo, difuzija je haotično kretanje molekula tvari u različitim medijima, što je posljedica energije toplinskih vibracija tvari.

Ako je čestica tvari električno neutralna, tada je smjer u kojem će doći do difuzije određen razlikom u koncentraciji tvari sadržanih u mediju koji je odvojen membranom. Na primjer, između odjeljaka ćelije, unutar ćelije i izvan nje. Ako čestice tvari, njezini ioni imaju električni naboj, tada će difuzija ovisiti ne samo o razlici koncentracije, već i o veličini naboja date tvari, prisutnosti i znakovima naboja na obje strane membrane. . Veličina elektrohemijskog gradijenta određena je algebarskim zbrojem električnih i koncentracijskih gradijenata preko membrane.

Šta obezbeđuje transport kroz membranu?

Pasivni transport membrane moguć je zbog prisustva neke supstance, osmotskog pritiska koji se javlja između različitih strana ćelijske membrane ili električnog naboja. Na primjer, prosječan nivo Na+ jona sadržanih u krvnoj plazmi je oko 140 mM/l, a njegov sadržaj u eritrocitima je oko 12 puta veći. Takav gradijent, izražen kao razlika u koncentracijama, može stvoriti pokretačku silu koja osigurava prijenos molekula natrija do eritrocita iz krvne plazme.

Treba napomenuti da je brzina takvog prijelaza vrlo niska zbog činjenice da staničnu membranu karakterizira niska propusnost za ione ove tvari. Ova membrana ima mnogo veću propusnost u odnosu na jone kalijuma. Energija ćelijskog metabolizma se ne koristi za završetak procesa jednostavne difuzije.

Brzina difuzije

Aktivni i pasivni transport tvari kroz membranu karakterizira brzina difuzije. Može se opisati pomoću Fikove jednačine: dm/dt=-kSΔC/x.

U ovom slučaju, dm/dt je količina tvari koja difundira u jednoj jedinici vremena, a k je koeficijent procesa difuzije, koji karakterizira propusnost biomembrane za difuznu tvar. S je jednako površini na kojoj se javlja difuzija, a ΔC izražava razliku u koncentraciji supstanci na različitim stranama biološke membrane, dok x karakterizira udaljenost koja postoji između tačaka difuzije.

Očigledno je da će se kroz membranu najlakše kretati one tvari koje istovremeno difundiraju duž gradijenata koncentracija i električnih polja. Važan uslov za difuziju supstance kroz membranu su fizička svojstva same membrane, njena propusnost za svaku konkretnu supstancu.

Zbog činjenice da dvosloj membrane formiraju ugljikovodični radikali fosfolipida prirode, oni lako difundiraju kroz njega. To se posebno odnosi na supstance koje se lako otapaju u lipidima, kao što su tiroidni i steroidni hormoni, kao i neke narkotičke supstance.

Mineralni ioni i tvari male molekularne težine koje su hidrofilne prirode difundiraju kroz pasivne membranske ionske kanale, koji se formiraju od proteinskih molekula koji formiraju kanale, a ponekad i kroz defekte pakiranja membrane fosfolipidnih molekula koji nastaju u ćelijskoj membrani kao rezultat termičkih fluktuacija. .

Pasivni transport kroz membranu je vrlo zanimljiv proces. Ako su uvjeti normalni, tada značajne količine tvari mogu prodrijeti u dvoslojnu membranu samo ako su nepolarne i male veličine. Inače, prijenos se odvija preko proteina nosača. Takvi procesi koji uključuju protein nosač nazivaju se ne difuzijom, već transportom tvari kroz membranu.

Olakšana difuzija

Olakšana difuzija, poput jednostavne difuzije, događa se duž gradijenta koncentracije tvari. Glavna razlika je u tome što poseban proteinski molekul, nazvan nosač, učestvuje u procesu prijenosa tvari.

Olakšana difuzija je vrsta pasivnog prijenosa molekula tvari kroz biomembrane, koji se vrši duž gradijenta koncentracije uz pomoć nosača.

Stanja proteina nosača

Protein nosač može biti u dva konformaciona stanja. Na primjer, u stanju A, dati protein može imati afinitet za supstancu koju nosi, njegova mjesta vezivanja za supstancu su okrenuta prema unutra, čime se formira pora koja je otvorena na jednoj strani membrane.

Nakon što se protein veže za prenesenu supstancu, njegova konformacija se mijenja i dolazi do njegovog prijelaza u stanje B. Takvom transformacijom nosilac gubi afinitet za supstancu. Oslobađa se od svoje veze s nosačem i kreće se u pore na drugoj strani membrane. Nakon što je supstanca prebačena, protein nosač ponovo menja svoju konformaciju, vraćajući se u stanje A. Takav transport supstance kroz membranu naziva se uniport.

Olakšana brzina difuzije

Supstance male molekularne težine poput glukoze mogu se transportovati kroz membranu olakšanom difuzijom. Takav transport se može dogoditi iz krvi u mozak, do stanica iz intersticijskih prostora. Brzina prenosa materije sa ovom vrstom difuzije može dostići i do 10 8 čestica kroz kanal u jednoj sekundi.

Kao što već znamo, brzina aktivnog i pasivnog transporta tvari tijekom jednostavne difuzije proporcionalna je razlici u koncentracijama tvari na obje strane membrane. U slučaju olakšane difuzije, ova brzina raste proporcionalno rastućoj razlici u koncentraciji tvari do određene maksimalne vrijednosti. Iznad ove vrijednosti, brzina se ne povećava, iako razlika u koncentracijama s različitih strana membrane nastavlja rasti. Postizanje takve tačke maksimalne brzine u procesu olakšane difuzije može se objasniti činjenicom da maksimalna brzina podrazumijeva uključivanje svih raspoloživih proteina nosača u proces transfera.

Koji drugi koncepti uključuju aktivni i pasivni transport kroz membrane?

razmjenjivačka difuzija

Sličan način transporta molekula supstance kroz ćelijsku membranu karakteriše činjenica da u razmeni učestvuju molekuli iste supstance koji se nalaze na različitim stranama biološke membrane. Treba napomenuti da se takvim transportom tvari na obje strane membrane on uopće ne mijenja.

Neka vrsta difuzije razmene

Jedna od varijanti razmjenske difuzije je izmjena u kojoj se molekul jedne tvari mijenja u dva ili više molekula druge tvari. Na primjer, jedan od načina na koji se pozitivni ioni kalcija uklanjaju iz glatkih mišićnih stanica bronha i krvnih žila iz kontraktilnih miocita srca je njihova izmjena za jone natrija koji se nalaze izvan ćelije. Jedan jon natrijuma u ovom slučaju se zamjenjuje za tri jona kalcija. Dakle, dolazi do kretanja natrijuma i kalcija kroz membranu, što je međuzavisno. Ova vrsta pasivnog transporta kroz ćelijsku membranu naziva se antiport. Na taj način ćelija može da se oslobodi jona kalcijuma, kojih ima u višku. Ovaj proces je neophodan da bi se glatki miociti i kardiomiociti opustili.

U ovom članku razmatran je aktivni i pasivni transport tvari kroz membranu.

Postoji nekoliko mehanizama za transport tvari kroz membranu.

Difuzija- prodiranje supstanci kroz membranu duž gradijenta koncentracije (od područja gdje je njihova koncentracija veća do područja gdje je njihova koncentracija niža). Difuzni transport supstanci (voda, joni) odvija se uz učešće membranskih proteina, koji imaju molekularne pore, ili uz učešće lipidne faze (za supstance rastvorljive u mastima).

Sa olakšanom difuzijom specijalni proteini nosači membrane selektivno se vežu za jedan ili drugi ion ili molekul i nose ih preko membrane duž gradijenta koncentracije.

aktivni transport povezan je s troškovima energije i služi za transport tvari u odnosu na njihov koncentracijski gradijent. On obavljaju posebni proteini nosači, koji formiraju tzv jonske pumpe. Najviše proučavana je Na-/K--pumpa u životinjskim ćelijama, koja aktivno pumpa ione Na+ prema van, dok apsorbuje K- ione. Zbog toga se u ćeliji održava velika koncentracija K- i niža koncentracija Na+ u odnosu na na životnu sredinu. Ovaj proces troši energiju ATP-a. Kao rezultat aktivnog transporta uz pomoć membranske pumpe, u ćeliji se također reguliše koncentracija Mg2- i Ca2+. membranska ćelijska difuzija ionska

U procesu aktivnog transporta jona u ćeliju, kroz citoplazmatsku membranu prodiru različiti šećeri, nukleotidi i aminokiseline.

Makromolekule proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida, lipoproteinskih kompleksa itd. ne prolaze kroz ćelijske membrane, za razliku od jona i monomera. Transport makromolekula, njihovih kompleksa i čestica u ćeliju odvija se na potpuno drugačiji način - endocitozom. At endocitoza (endo... - iznutra) određeni dio plazma membrane hvata i, takoreći, obavija ekstracelularni materijal, zatvarajući ga u membransku vakuolu koja je nastala kao rezultat invaginacije membrane. Nakon toga, takva vakuola je povezana s lizozomom, čiji enzimi razgrađuju makromolekule do monomera.

Obrnuti proces endocitoze je egzocitoza (egzo... - vani). Zahvaljujući njemu, stanica uklanja unutarstanične produkte ili neprobavljene ostatke zatvorene u vakuole ili vezikule. Vezikula se približava citoplazmatskoj membrani, spaja se s njom, a njen sadržaj se oslobađa u okolinu. Kako se izlučuju probavni enzimi, hormoni, hemiceluloza itd.

Dakle, biološke membrane, kao glavni strukturni elementi ćelije, služe ne samo kao fizičke granice, već i kao dinamičke funkcionalne površine. Na membranama organela, brojne biohemijski procesi, kao što je aktivna apsorpcija supstanci, konverzija energije, sinteza ATP-a itd.

• · barijera – obezbeđuje regulisan, selektivan, pasivan i aktivan metabolizam sa okolinom. Na primjer, peroksizomska membrana štiti citoplazmu od peroksida koji su opasni za ćeliju. Selektivna permeabilnost znači da propusnost membrane za različite atome ili molekule ovisi o njihovoj veličini, električnom naboju i hemijska svojstva. Selektivna permeabilnost osigurava odvajanje ćelije i ćelijskih odjeljaka iz okoline i opskrbu ih potrebnim tvarima.
• · transport – kroz membranu dolazi do transporta supstanci u ćeliju i van ćelije. Transport kroz membrane obezbeđuje: isporuku hranljive materije, uklanjanje krajnjih produkata metabolizma, lučenje različitih supstanci, stvaranje ionskih gradijenata, održavanje optimalnog pH i koncentracije jona u ćeliji, neophodnih za funkcionisanje ćelijskih enzima. Čestice koje iz nekog razloga ne mogu proći kroz fosfolipidni dvosloj (na primjer, zbog hidrofilnih svojstava, jer je membrana iznutra hidrofobna i ne propušta hidrofilne tvari, ili zbog njihove velike veličine), ali su neophodne za ćeliju , mogu prodrijeti kroz membranu putem posebnih proteina nosača (transportera) i proteina kanala ili endocitozom.

At pasivni transport supstance prelaze lipidni dvosloj bez trošenja energije duž gradijenta koncentracije difuzijom. Varijanta ovog mehanizma je olakšana difuzija, u kojoj određeni molekul pomaže tvari da prođe kroz membranu. Ovaj molekul može imati kanal koji omogućava prolaz samo jednoj vrsti tvari.

aktivni transport zahtijeva energiju, jer se javlja protiv gradijenta koncentracije. Na membrani se nalaze posebni proteini pumpe, uključujući ATPazu, koja aktivno pumpa ione kalija (K+) u ćeliju i pumpa ione natrija (Na+) iz nje.

• • matriks – obezbeđuje određenu relativnu poziciju i orijentaciju membranskih proteina, njihovu optimalnu interakciju.
• Mehanički - osigurava autonomiju ćelije, njenih unutarćelijskih struktura, kao i povezanost sa drugim ćelijama (u tkivima). Ćelijski zidovi igraju važnu ulogu u obezbeđivanju mehaničke funkcije, a kod životinja - međućelijske supstance.
• energija - tokom fotosinteze u hloroplastima i ćelijskog disanja u mitohondrijama u njihovim membranama funkcionišu sistemi prenosa energije u kojima učestvuju i proteini;
• Receptor – neki proteini koji se nalaze u membrani su receptori (molekuli pomoću kojih ćelija percipira određene signale).

Na primjer, hormoni koji kruže krvlju djeluju samo na ciljne stanice koje imaju receptore koji odgovaraju tim hormonima. Neurotransmiteri (hemikalije koje provode nervne impulse) se također vezuju za specifične receptorske proteine ​​na ciljnim stanicama.

• enzimski - membranski proteini su često enzimi. Na primjer, plazma membrane epitelnih stanica crijeva sadrže probavne enzime.
• · Implementacija stvaranja i provođenja biopotencijala.

Uz pomoć membrane u ćeliji se održava konstantna koncentracija jona: koncentracija iona K+ unutar ćelije je mnogo veća nego izvan nje, a koncentracija Na+ je mnogo niža, što je veoma važno, jer ovo održava razliku potencijala kroz membranu i stvara nervni impuls.

označavanje ćelija – na membrani se nalaze antigeni koji deluju kao markeri – „oznake“ koje omogućavaju identifikaciju ćelije. To su glikoproteini (odnosno proteini sa razgranatim bočnim lancima oligosaharida koji su vezani za njih) koji igraju ulogu "antene". Zbog mnoštva konfiguracija bočnih lanaca, moguće je napraviti poseban marker za svaki tip ćelije. Uz pomoć markera, ćelije mogu prepoznati druge ćelije i djelovati u skladu s njima, na primjer, prilikom formiranja organa i tkiva. Takođe omogućava imunološkom sistemu da prepozna strane antigene.

Tehnološka mapa časa

Predmet: biološka membrana. Transport tvari kroz biološke membrane.

klasa: 10. razred

Vrsta lekcije: lekcija u učenju novih znanja

Cilj: formiranje ideja o strukturi ćelijske membrane i njenih transportnih sistema

Zadaci:

edukativni:

predstaviti kratku povijest otkrića biomembrane;

produbiti znanja o strukturi plazma membrane;

razmotriti glavne vrste transportnih sistema stanične membrane;

otkrivaju značaj ovih sistema u ljudskom životu.

u razvoju:

promovirati razvoj govora učenika postavljanjem pitanja koje zahtijeva detaljan i koherentan odgovor.

stvoriti uslove za razvijanje dobrovoljne pažnje prilikom objašnjavanja novog gradiva.

promovirati razvoj vizualno-figurativnog mišljenja prilikom demonstriranja prezentacija, vizuelnih materijala.

edukativni:

stvoriti uslove za obrazovanje učenika sa ispravnom naučnom slikom svijeta.

sposobnost planiranja vaspitne saradnje sa vršnjacima i nastavnikom.

Osnovni pojmovi i pojmovi: ćelijska membrana, pasivni transport, difuzija, osmoza, aktivni transport, natrijum-kalijum pumpa, protein permiaze, vezikularni transport, vezikula, endocitoza, fagocitoza, pinocitoza, egzocitoza.

Nastavne metode: verbalni (razgovor, objašnjenje), vizuelni, djelimično istraživački, problematični, rad sa tekstom prezentacije.

Oblici studija: frontalni

Oprema: ICT prezentacija "Biološke membrane"

Plan lekcije:

organizaciona faza.

Postavljanje ciljeva i zadataka za lekciju. Motivacija obrazovne aktivnosti učenika.

Ažuriranje znanja.

Učenje novog gradiva

Početna provjera razumijevanja

Informacije o domaćem zadatku, brifing o njegovoj realizaciji

Refleksija

Tokom nastave:

popravka nedostaje

Pozdravlja učenike, provjerava njihovu spremnost za čas.

Učenici ustaju da pozdrave nastavnika, pripremaju se za čas

Lično: samoorganizacija

Komunikativna: planiranje obrazovne saradnje sa nastavnikom i drugovima iz razreda.

2. Postavljanje ciljeva i zadataka za lekciju. Motivacija obrazovne aktivnosti učenika

8 min.

stvaraju uslove za nastanak unutrašnje potrebe za uključivanjem u aktivnosti

Šta proučava nauka o "citologiji"?

Šta je ćelija? Kako se zove naučnik, kao rezultat čijih otkrića je uveden koncept "ćelija"?

Svi živi organizmi na Zemlji sastoje se od ćelija, a svaka ćelija je okružena zaštitnom ljuskom – membranom.

Da li neko zna šta znači membrana?

Koje asocijacije imate na ovu riječ?

Riječ "membrana" u prijevodu s latinskog znači "koža, film". Membrana je vrlo aktivna, stalno radna struktura ćelije, kojoj je priroda dodijelila mnoge funkcije.

Danas ćemo razgovarati o strukturi ćelijske membrane i o tome kako supstance prelaze u ćeliju i iz ćelije.

Objašnjenje za koje je neophodno poznavanje strukture i svojstava ćelijske membrane i transportnih mehanizama.

Razmatranje istorije istraživanja ćelijskih membrana.

Momci, mozda neko od vas zna koji su modeli bili i koji je model sada opsteprihvacen?

Godine 1925. I. Gorter i A. Grendel su pokazali da je ćelijska membrana dvostruki sloj (dvosloj) molekula lipida.

1935. J. Danielli i H. Dawson su pokazali da, osim lipida, ćelijska membrana sadrži proteine. Tako je nastao model “sendviča” u kojem je plazma membrana predstavljena kao dva sloja proteina, između kojih je bio lipidni dvosloj.

Zašto se model membrane koji su kreirali Dawson i Danieli naziva “sendvič modelom”? (Za referencu: sendvič je zatvoreni sendvič).

1972 S.D. Singer i G.L. Nicholson je predložio fluidno-mozaični model membrane

Po čemu se model ćelijske membrane koji su kreirali naučnici Singer i Nicholson razlikuje od modela koji su napravili Dawson i Danieli?

Zašto je analogija drugog modela sa pobesnelim morem u kojem plutaju sante leda? Koja organska tvar simbolizira sante leda, a koja - pobješnjelo more? (gde proteini membrane „plutaju” u tečnom lipidnom dvosloju, poput santi leda na otvorenom moru. Pretpostavljalo se da proteini nisu ni na koji način uređeni i da se mogu slobodno kretati u membrani).

-Momci, pokušajte da definišete ćelijsku membranu.

Stanična membrana se naziva i citoplazmatska membrana (plazmalema) ili biomembrana – koja je glavni dio površinskog aparata koji je univerzalan za sve stanice. Njegova debljina je oko 5-10 nm. (nanometri).

Hajde da pogledamo moderan model i odgovori, koja je glavna komponenta?

Prisjetite se funkcija proteina i svojstava lipida.

Struktura fosfolipida.

Fosfolipid se sastoji od polarne hidrofilne glave i nepolarnih hidrofobnih repova, predstavljenih lancima masnih kiselina. U citoplazmatskoj membrani, hidrofilne glave su okrenute prema vanjskoj i unutrašnjoj strani membrane, a hidrofobni repovi okrenuti prema unutrašnjoj strani membrane.

Proteinski molekuli su povezani sa lipidnim dvoslojem.

Vrste proteina stanične membrane.

koji mogu prodrijeti u njega kroz i kroz, nazivaju se integralni ili transmembranski proteini, djelomično uronjeni u njega - to su poluintegralni proteini, ili se spajaju izvana ili iznutra - periferni proteini.

ugljikohidratna komponenta

Membrane mogu uključivati ​​ugljikohidratnu komponentu (10%) koju predstavljaju oligosaharidni ili polisaharidni lanci povezani s proteinskim molekulima (glikoproteini) ili lipidima (glikolipidi). Ugljikohidrati se obično nalaze na vanjskoj površini membrane i obavljaju receptorske funkcije.

Pojava membrane u evoluciji je najveća aromorfoza. Zbog toga je sadržaj ćelije postao ograničen od spoljašnje okruženje.

ZAPAMTITE! U životinjskoj ćeliji, membrana se razumije kao membrana + glikokaliks.

At biljne ćelije pored membrane, spolja se nalazi i debela celulozna ljuska -ćelijski zid - obavlja potpornu funkciju zbog krutog vanjskog sloja, koji ćelijama daje jasan oblik.

Imenujte asocijacije na datu temu

Učenici zapisuju temu časa

Učenici prave potrebne zapise u svesku (obratite pažnju na savremeni model Nicholsona i Singera)

Učenici daju svoja nagađanja

Učenici analiziraju dvije vrste modela i izvode zaključke

Zapišite definiciju

Učenici analiziraju crtež, imenuju glavne komponente

Skicirajte ćelijsku membranu.

Učenici daju svoje pretpostavke

Učenici crtaju strukturu fosfolipida

Označite vrste proteina

Označite repove ugljikohidrata

Lično: samoorganizacija

Regulatorno: sposobnost regulacije svojih postupaka;

kognitivni: strukturiranje znanja, samostalno kreiranje algoritama aktivnosti u rješavanju problema

Komunikativna: planiranje obrazovne saradnje sa nastavnikom i drugovima iz razreda;

3. Učenje novog gradiva

20-25 min.

Organizovati smislenu percepciju znanja o uzgoju kao nauci. Stvoriti uslove za razvoj sposobnosti uspostavljanja uzročno-posledičnih veza između znanja već proučenog i novog gradiva

Membrane Properties .

A) Mobilnost .

Lipidni dvosloj je u suštini tekuća formacija unutar koje se molekuli mogu slobodno kretati - „teći“ bez gubitka kontakata zbog međusobnog privlačenja (demonstracija protoka tečnosti u zidu balon od sapunice visi na plastičnoj cijevi ). Hidrofobni repovi mogu slobodno kliziti jedan u odnosu na drugi.

b) Sposobnost samozatvaranja .

(demonstracija kako se prilikom probijanja mjehurića od sapunice, a zatim uklanjanja igle, odmah vraća integritet njenog zida) . Zbog ove sposobnosti, ćelije se mogu spajati fuzijom svojih plazma membrana (na primjer, tokom razvoja mišićnog tkiva).

V) Selektivna propusnost . Da bi ćelija normalno funkcionisala, moraju se uspostaviti transportna i granična kontrola. Plazma membrana čuva njihovu ćeliju kao poseban predmet. Na primjer, kroz dvostruki sloj lipida slobodno prolaze, a mreža tvari koje prolaze kroz posebne membranske kanale ili proteine ​​nosače

Postoji niz važnih funkcija koje stanične membrane obavljaju:

strukturalni (uključeno u većinu organela);

barijera (Membrana odvaja ćelijski sadržaj od vanjskog okruženja, štiti ćeliju od ulaska stranih tvari u nju i osigurava održavanje postojanosti unutarćelijske sredine),

regulacija metaboličkih procesa ;

receptor ( Receptorska mjesta se nalaze na vanjskoj površini membrane, gdje dolazi do vezivanja hormona i drugih regulatornih molekula).

i transport.

Zamislite da supstance treba da prodru u ćeliju. Da biste to učinili, potrebno je savladati plazma membranu. Koje poznate načine prodiranja supstanci možete zapamtiti?

???????

Postoje dvije glavne vrste prijenosa, pasivni i aktivni. Pasivno se još naziva i difuzija.

Šta razumete pod difuzijom?

dakle,ako se tvar kreće kroz membranu iz područja visoke koncentracije prema niskoj koncentraciji (tj. duž gradijenta koncentracije ove tvari)a obavlja se bez utroška energije takav transport se zovepasivno ili difuzno. Onzauzvrat se dijeli na jednostavnu i olakšanu difuziju, osmozu.

Sa jednostavnom difuzijom dolazi do spontanog kretanja tvari kroz membranu iz područja gdje je koncentracija ovih supstanci veća u područje gdje je njihova koncentracija niža. Jednostavnom difuzijom, male molekule (na primjer, H 2 0, 0 2 , S0 2 , urea) i joni. U pravilu se radi o nepolarnim tvarima. Jednostavna difuzija je relativno spora

Da bi se ubrzao difuzni transport, postoje membranski proteini nosači koji se selektivno vezuju za jedan ili drugi ion ili molekul (polarne molekule i jone) i nose ih kroz membranu. Ova vrsta transporta se zoveolakšanu difuziju . Brzina prijenosa tvari sa olakšanom difuzijom je višestruko veća nego kod jednostavne difuzije.

Ćelija apsorbira vodu uglavnom osmozom. Osmoza je difuzija vode kroz polupropusnu membranu uzrokovana razlikom u koncentraciji. Osmoza je oblik difuzije u kojoj se kreću samo molekuli vode.

transport, koji sprovedeno kada , kada se prijenos protiv gradijenta koncentracije naziva pasivnim transportom. Takav prijenos zahtijeva ćelijsku potrošnju energije. Aktivni transport služi za akumulaciju supstanci unutar ćelije. Za aktivni transport postoje posebne pumpe koje rade koristeći energiju. Izvor energije je često ATP. Aktivni transport je od presudne važnosti, jer osigurava selektivnu koncentraciju supstanci neophodnih za život ćelije.

Obavljaju transport supstanci, specijalni mehanizmi, to su jonske pumpe ili ATP-aze.

Postoje tri jonske pumpe:

natrijum-kalijum (N / A/ K– ATPaza)

Kalcijum pumpe (Ca - ATPaza)

protonske pumpe (H– ATPaza)

Sve ATP pumpe su transmembranski proteini - permeaze. Ovi proteini mogu da provode jednu supstancu u jednom pravcu (uniport - natrijum) ili nekoliko supstanci istovremeno u jednom pravcu (simport - hlor, aminokiseline, saharoza), ili dve supstance u suprotnom smeru (antiport - magnezijum, natrijum, mangan). Dakle, glukoza može značajno ući u ćelije zajedno sa jonomN / A +.

U zavisnosti od izvora energije koji se koristi, aktivni transport se deli na dva tipa: primarno aktivni i sekundarno aktivni. Za primarni aktivni transport, energija se izvlači direktno iz razgradnje ATP-a ili nekih drugih visokoenergetskih jedinjenja fosfata. Jedan od najčešćih primarnih aktivnih transporta je natrijum-kalijum pumpa.(video).

sekundarni aktivni transport obezbjeđuje se sekundarnom energijom akumuliranom u obliku razlike u koncentracijama sporednih supstanci, molekula ili iona, na obje strane ćelijske membrane, stvorene u početku primarnim aktivnim transportom. Na primjer, ćelijska membrana sluznice tankog crijeva sadrži protein koji vrši prijenos (simport) glukoze i Na+ donajviše epitelne ćelije respiratorne sluznice.

Neobična i relativno dobro proučena vrsta membranskog transporta jevezikularnog transporta.

Da li neko zna kako se radi ovaj vid transporta materijala? Šta je vezikula? Kako razumeš?

Vezikula - doslovno prevedena kao spakovana torba. Ovisno o smjeru u kojem se tvari prenose (u ćeliju ili izvan nje), razlikuju se dvije vrste ovog transporta - endocitoza i egzocitoza.

Endocitoza - Apsorpcija vanjskih čestica od strane ćelije stvaranjem membranskih vezikula. Postoje takve vrste endocitoze kao što su: fagocitoza i pinocitoza.

Šta je proces fagocitoze? Gdje ste ga prije sreli?

Fagocitoza - stanični proces u kojem ćelije fagocita ugrađene u membranu hvataju i probavljaju čvrste čestice hranjivih tvari. U ljudskom tijelu, fagocitozu provode membrane dvije vrste ćelija: granulocita (granularni leukociti) i makrofaga (ćelije ubice imunog sistema);

pinocitoza – proces hvatanja površinom ćelijske membrane molekula tečnosti u dodiru sa njom.

Egzocitoza - proces, obrnuto

endocitoza; uklonjen iz ćelija

nesvarene čvrste materije

čestice i tečni sekret.

Učenici zapisuju svojstva ćelijske membrane

Zapišite funkcije membrane

Iznesite svoje misli o mogućnosti prodiranja supstance u ćeliju

Učenici u svojim sveskama označavaju vrste prenosa supstanci.

Šematski skicirajte jednostavnu difuziju i komentarišite crtež.

Šematski skicirajte olakšanu difuziju i komentarišite sliku.

Šematski skicirajte osmozu i komentirajte crtež

Pravljenje beleški u svesci

Skicirajte mehanizam natrijum-kalijum pumpe

Učenici daju svoje pretpostavke

Učenici pišu definicije i skiciraju

Lični: razumijevanje motiva svojih postupaka pri obavljanju zadataka; razviti pozitivan stav prema učenju kognitivna aktivnost, želja za sticanjem novih znanja, sposobnost prepoznavanja svojih grešaka i nastojanja da ih prevaziđu;

Kognitivni: sposobnost efikasnog razmišljanja i rada sa informacijama;sposobnost rada sa udžbenikom i napraviti sto;pretraživanje i odabir potrebnih informacija;sposobnost identifikacije suštine, karakteristika objekata; sposobnost izvođenja zaključaka na osnovu analize objekata;

4. Učvršćivanje stečenog znanja

5 minuta.

Povezanost postavljenih zadataka sa postignutim rezultatom, fiksiranje novih znanja, postavljanje daljih ciljeva

Vježbajte. Analizirajte predložene situacije, povucite odgovarajuće analogije i odgovorite o kojim vrstama transporta kroz membranu je riječ.

A) Stojite u gužvi na autobuskoj stanici. Prilazi prazan autobus. Ljudi počinju da pune autobus. Ovo se dešava prilično lako. Na stajalištu postaje slobodnije, a autobus je ravnomjerno popunjen.(pasivno)

b) Stojite sami na autobuskoj stanici. Približava se prepun autobus, a vi svakako morate otići. Morate napregnuti laktove da biste ušli u autobus. Istina, može vam pomoći neko od saosjećajnih putnika.(aktivan)

Učenici analiziraju date situacije i izvode zaključke.

Lično: samoorganizacija

Regulatorni: sposobnost organizovanja svojih aktivnosti; planiranje vašeg rada prilikom obavljanja zadatka; kontrolu nad obavljanjem poslova;sposobnost utvrđivanja uspjeha svog zadatka;

Komunikativna: sposobnost izgradnje govornog iskaza u skladu sa zadacima; sposobnost da usmeno formulišu svoje misli.

5. Domaći

2 minute.

Instrukcije za izvršenje zadaća

Napravite svoje bilješke (definicije, šematski crteži)

Učenici zapisuju zadatak u dnevnik. Postavite pitanja o njegovoj implementaciji.

Lično: sposobnost procjene probavljivog sadržaja;

Komunikativna: sposobnost komunikacije, interakcije sa vršnjacima i nastavnikom;sposobnost izgradnje govornog iskaza u skladu sa zadacima; sposobnost da usmeno formulišu svoje misli.

6. Refleksija

3 min.

Razumijevanje procesa i rezultata aktivnosti

Učenici iznose svoje mišljenje.

Navode glavne pozicije novog materijala i kako su ih naučili (šta je uspjelo, šta nije i zašto)

Lično: sposobnost analize vlastitih aktivnosti; planiranje daljih koraka za postizanje cilja.

Regulatorno:isticanje i svijest učenika o onome što je već naučeno i što tek treba savladati, svijest o kvalitetu i stepenu usvajanja;sposobnost organizovanja svojih aktivnosti; planirate svoj rad kada dovršavate zadatak

komunikativan:sposobnost kritičkog mišljenja; sposobnost predstavljanja sebe; saslušati i uzeti u obzir stavove drugih ljudi.

Barijerno-transportna funkcija površinskog aparata ćelije obezbjeđuje se selektivnim prijenosom iona, molekula i supramolekularnih struktura u i iz ćelije. Transportom kroz membrane osigurava se dostava nutrijenata i uklanjanje krajnjih produkata metabolizma iz stanice, izlučivanje, stvaranje ionskih gradijenata i transmembranskog potencijala, održavanje potrebnih pH vrijednosti u ćeliji itd.

Mehanizmi transporta supstanci u ćeliju i iz nje zavise od toga hemijske prirode transportovana supstanca i njena koncentracija sa obe strane ćelijske membrane, i od veličina transportovane čestice. Mali molekuli i ioni se transportuju kroz membranu pasivnim ili aktivnim transportom. Prijenos makromolekula i velikih čestica odvija se transportnim sredstvima u "membranskom paketu", odnosno stvaranjem mjehurića okruženih membranom.

Pasivni transport Kretanje tvari kroz membranu duž gradijenta koncentracije bez trošenja energije naziva se. Takav transport se odvija kroz dva glavna mehanizma: jednostavnu difuziju i olakšanu difuziju.

način jednostavna difuzija prenose se male polarne i nepolarne molekule, masne kiseline i druge hidrofobne tvari niske molekularne težine organska materija. Transport molekula vode kroz membranu, koji se vrši pasivnom difuzijom, naziva se osmoza. Primjer jednostavne difuzije je transport plinova kroz plazma membranu endotelnih stanica krvnih kapilara u okolnu tkivnu tekućinu i natrag.

Hidrofilne molekule i ioni koji nisu u stanju sami proći kroz membranu transportuju se pomoću specifičnih membranskih transportnih proteina. Ovaj transportni mehanizam se zove olakšanu difuziju.

Postoje dvije glavne klase membranskih transportnih proteina: proteini nosači I kanalne proteine. Molekuli transportirane supstance, vezujući se za protein nosač, uzrokuju njegove konformacijske promjene, što rezultira prijenosom ovih molekula kroz membranu. Olakšanu difuziju karakterizira visoka selektivnost u odnosu na transportirane tvari.

Proteinski kanali formiraju pore ispunjene vodom koje prodiru u lipidni dvosloj. Kada su ove pore otvorene, neorganski ioni ili molekuli transportovanih supstanci prolaze kroz njih i tako se transportuju kroz membranu. Jonski kanali obezbeđuju transfer od približno 10 6 jona u sekundi, što je više od 100 puta brže od brzine transporta koju obavljaju proteini nosači.

Većina proteina kanala ima "kapije", koji se otvaraju kratko vrijeme a zatim zatvoriti. Ovisno o prirodi kanala, kapija se može otvoriti kao odgovor na vezivanje signalnih molekula (ligand-gated gate kanali), promjene u membranskom potencijalu (naponski gejt kanali) ili mehaničku stimulaciju.

Aktivan transport je kretanje tvari kroz membranu u odnosu na gradijente njihove koncentracije. Obavlja se uz pomoć proteina nosača i zahtijeva utrošak energije, čiji je glavni izvor ATP.

Primjer aktivnog transporta, koji koristi energiju hidrolize ATP-a za pumpanje Na+ i K+ jona kroz ćelijsku membranu, je rad natrijum-kalijum pumpa, osiguravajući stvaranje membranskog potencijala na plazma membrani stanica.

Pumpa se formira od specifičnih proteina-enzima adenozin trifosfataze, ugrađenih u biološke membrane, katalizirajući cijepanje ostataka fosforne kiseline iz molekula ATP. Sastav ATPaza uključuje: enzimski centar, jonski kanal i strukturne elemente koji sprečavaju povratno curenje jona tokom rada pumpe. Rad natrijum-kalijum pumpe troši više od 1/3 ATP-a koji troši ćelija.

U zavisnosti od sposobnosti transportnih proteina da prenesu jednu ili više vrsta molekula i jona, pasivni i aktivni transport se dele na uniport i koport, ili spregnuti transport.

Uniport - ovo je transport u kojem protein nosač funkcionira samo u odnosu na molekule ili jone jedne vrste. U koportu, ili konjugovanom transportu, protein nosač je sposoban da istovremeno transportuje dve ili više vrsta molekula ili jona. Ovi proteini nosači se nazivaju reporteri, ili pridruženi prevoznici. Postoje dvije vrste koporta: symport i antiport. Kada symport molekuli ili ioni se transportuju u jednom smjeru i kada antiporte - u suprotnim smjerovima. Na primjer, natrijum-kalijum pumpa radi po principu antiporta, aktivno pumpajući Na + ione iz ćelija i K + ione u ćelije protiv njihovih elektrohemijskih gradijenta. Primjer simptoma je reapsorpcija glukoze i aminokiselina iz primarnog urina od strane bubrežnih tubularnih stanica. U primarnom urinu koncentracija Na+ je uvijek značajno veća nego u citoplazmi stanica bubrežnih tubula, što se osigurava radom natrijum-kalijum pumpe. Vezivanjem primarne glukoze u urinu za konjugirani protein nosač otvara se Na + kanal, što je praćeno prijenosom Na + iona iz primarnog urina u ćeliju uz njihov koncentracijski gradijent, odnosno pasivnim transportom. Protok Na+ jona, zauzvrat, uzrokuje promjene u konformaciji proteina nosača, što rezultira transportom glukoze u istom smjeru kao ioni Na+: iz primarnog urina u ćeliju. U ovom slučaju, za transport glukoze, kao što se vidi, konjugirani nosač koristi energiju gradijenta Na+ jona nastalu radom natrijum-kalijum pumpe. Dakle, rad natrijum-kalijum pumpe i konjugovanog transportera, koji koristi gradijent Na+ jona za transport glukoze, omogućava da se skoro sva glukoza reapsorbuje iz primarnog urina i uključi je u opšti metabolizam organizma.

Zbog selektivnog transporta nabijenih jona, plazmalema gotovo svih stanica nosi pozitivne naboje na svojoj vanjskoj strani, a negativne na unutarnjoj citoplazmatskoj strani. Kao rezultat, stvara se razlika potencijala između obje strane membrane.

Formiranje transmembranskog potencijala ostvaruje se uglavnom zahvaljujući radu transportnih sistema ugrađenih u plazma membranu: natrijum-kalijum pumpe i proteinskih kanala za K+ jone.

Kao što je gore navedeno, tokom rada natrijum-kalijum pumpe, na svaka dva kalijumova jona koja apsorbuje ćelija, tri natrijumova jona se uklanjaju iz nje. Kao rezultat, višak iona Na + stvara se izvan ćelija, a višak iona K + stvara se unutra. Međutim, još značajniji doprinos stvaranju transmembranskog potencijala daju kalijumovi kanali, koji su uvijek otvoreni u stanicama u mirovanju. Zbog toga ioni K+ izlaze iz ćelije duž gradijenta koncentracije u vanćelijsku sredinu. Kao rezultat, između dvije strane membrane javlja se razlika potencijala od 20 do 100 mV. Plazma membrana ekscitabilnih ćelija (nervne, mišićne, sekretorne), zajedno sa K+ - kanalima, sadrži brojne Na+ kanale koji se na kratko otvaraju kada na ćeliju deluju hemijski, električni ili drugi signali. Otvaranje Na+ kanala uzrokuje promjenu transmembranskog potencijala (depolarizacija membrane) i specifičan odgovor ćelije na djelovanje signala.

Zovu se transportni proteini koji stvaraju razliku potencijala kroz membranu elektrogene pumpe. Natrijum-kalijum pumpa služi kao glavna elektrogena pumpa ćelija.

Transport u membranskoj ambalaži karakterizira činjenica da se transportirane tvari u određenim fazama transporta nalaze unutar membranskih vezikula, odnosno okružene su membranom. Ovisno o smjeru u kojem se tvari prenose (u ćeliju ili izvan nje), transport u membranskom pakiranju dijeli se na endocitozu i egzocitozu.

Endocitoza proces apsorpcije od strane ćelije makromolekula i većih čestica (virusa, bakterija, staničnih fragmenata) naziva se. Endocitoza se provodi fagocitozom i pinocitozom.

fagocitoza - proces aktivnog hvatanja i apsorpcije od strane ćelije čvrstih mikročestica, čija je veličina veća od 1 mikrona (bakterije, fragmenti ćelija, itd.). U toku fagocitoze, ćelija prepoznaje specifične molekularne grupe fagocitirane čestice uz pomoć posebnih receptora.

Zatim, na mjestu kontakta čestice sa ćelijskom membranom, formiraju se izrasline plazma membrane - pseudopodije, koji obavijaju mikročesticu sa svih strana. Kao rezultat fuzije pseudopodije, takva čestica je zatvorena unutar vezikule okružene membranom, koja se naziva fagozom. Formiranje fagosoma je energetski ovisan proces i odvija se uz učešće aktomiozinskog sistema. Fagosom, uronjen u citoplazmu, može se spojiti s kasnim endosomom ili lizozomom, zbog čega se organska mikročestica koju apsorbira stanica, kao što je bakterijska stanica, probavlja. Kod ljudi je samo nekoliko stanica sposobno za fagocitozu: na primjer, makrofagi vezivnog tkiva i leukociti krvi. Ove ćelije gutaju bakterije kao i razne čvrste čestice koje su ušle u tijelo i na taj način ga štite od patogena i stranih čestica.

pinocitoza- apsorpcija tečnosti od strane ćelije u obliku pravih i koloidnih rastvora i suspenzija. Ovaj proces u uopšteno govoreći slično fagocitozi: kap tečnosti je uronjena u formirano udubljenje stanične membrane, okružena njome i zatvorena u mjehurić promjera 0,07-0,02 mikrona, uronjena u hijaloplazmu ćelije.

Mehanizam pinocitoze je veoma složen. Ovaj proces se provodi u specijalizovanim područjima površinskog aparata ćelije, zvanim obrubljene jame, koje zauzimaju oko 2% površine ćelije. obrubljene jame su male invaginacije plazmaleme, pored kojih se nalazi velika količina proteina u perifernoj hijaloplazmi clathrin. U području obrubljenih rupica na površini ćelije nalaze se i brojni receptori koji mogu specifično prepoznati i vezati transportirane molekule. Kada su ovi molekuli vezani receptorima, dolazi do polimerizacije klatrina i plazmalema invaginira. Kao rezultat toga, a obrubljen balon, noseći transportovane molekule. Takvi mjehurići su dobili ime zbog činjenice da klatrin na njihovoj površini pod elektronskim mikroskopom izgleda kao neravna granica. Nakon odvajanja od plazmaleme, obrubljeni vezikuli gube klatrin i stiču sposobnost spajanja s drugim vezikulama. Procesi polimerizacije i depolimerizacije klatrina zahtijevaju energiju i blokiraju se kada postoji nedostatak ATP-a.

Pinocitoza, zbog visoke koncentracije receptora u obrubljenim jamicama, osigurava selektivnost i efikasnost transporta specifičnih molekula. Na primjer, koncentracija molekula transportiranih tvari u obrubljenim jamama je 1000 puta veća od njihove koncentracije u okolišu. Pinocitoza je glavni način transporta proteina, lipida i glikoproteina u ćeliju. Kroz pinocitozu, ćelija apsorbuje količinu tečnosti dnevno jednaku njenoj zapremini.

Egzocitoza- proces uklanjanja supstanci iz ćelije. Supstance koje se uklanjaju iz ćelije se prvo zatvaraju u transportne vezikule, čija je vanjska površina u pravilu prekrivena proteinom klatrinom, a zatim se takve vezikule usmjeravaju na ćelijsku membranu. Ovdje se membrana vezikula spaja s plazmalemom, a njihov sadržaj se izlijeva iz ćelije ili se, zadržavajući vezu s plazmalemom, uključuje u glikokaliks.

Postoje dvije vrste egzocitoze: konstitutivna (bazna) i regulirana.

Konstitutivna egzocitoza kontinuirano se odvija u svim ćelijama tijela. Služi kao glavni mehanizam za uklanjanje metaboličkih produkata iz ćelije i stalnu obnovu stanične membrane.

Regulisana egzocitoza provodi samo u posebnim ćelijama koje izvode sekretorna funkcija. Oslobođena tajna se akumulira u sekretornim vezikulama, a egzocitoza nastaje tek nakon što ćelija primi odgovarajući hemijski ili električni signal. Na primjer, β-ćelije Langerhansovih otočića gušterače otpuštaju svoju tajnu u krv tek kada se koncentracija glukoze u krvi poveća.

Tokom egzocitoze, sekretorne vezikule formirane u citoplazmi obično se usmjeravaju na specijalizirana područja površinskog aparata koji sadrže veliku količinu fuzijskih proteina ili fuzijskih proteina. Kada fuzioni proteini plazmaleme i sekretorne vezikule interaguju, formira se fuziona pora koja povezuje šupljinu vezikule sa ekstracelularnom okolinom. Istovremeno se aktivira aktomiozinski sistem, zbog čega se sadržaj vezikule izlijeva van ćelije. Dakle, tokom inducirane egzocitoze, energija je potrebna ne samo za transport sekretornih vezikula do plazmaleme, već i za proces sekrecije.

Transcitoza, ili rekreacija , - to je transport u kojem se pojedinačni molekuli transportuju kroz ćeliju. Ova vrsta transporta se postiže kombinacijom endo- i egzocitoze. Primjer transcitoze je transport tvari kroz stanice vaskularnih zidova ljudskih kapilara, koji se može odvijati i u jednom i u drugom smjeru.

Transport tvari u ćeliju i van nje, kao i između citoplazme i raznih subćelijskih organela (mitohondrija, jezgra, itd.) obezbjeđuju membrane. Kada bi membrane bile slijepa barijera, tada bi unutarćelijski prostor bio nedostupan hranjivim tvarima, a otpadni proizvodi ne bi mogli biti uklonjeni iz stanice. U isto vrijeme, uz potpunu propusnost, akumulacija određenih tvari u ćeliji bila bi nemoguća. Transportna svojstva membrane karakteriziraju polupropusnost : neka jedinjenja mogu prodrijeti u njega, dok druga ne mogu:

Propustljivost membrane za različite supstance

Jedna od glavnih funkcija membrana je regulacija transporta tvari. Postoje dva načina transporta tvari kroz membranu: pasivno I aktivan transport:

Transport tvari kroz membrane

Pasivni transport . Ako se supstanca kreće kroz membranu iz područja visoke koncentracije prema niskoj koncentraciji (tj. duž gradijenta koncentracije ove supstance) bez trošenja energije u ćeliji, tada se takav transport naziva pasivnim ili difuzija . Postoje dvije vrste difuzije: jednostavno I lagana .

jednostavna difuzija karakteristične za male neutralne molekule (H 2 O, CO 2 , O 2 ), kao i za hidrofobne organske tvari male molekularne težine. Ovi molekuli mogu proći bez ikakve interakcije s membranskim proteinima kroz pore ili kanale membrane sve dok se održava gradijent koncentracije.

Olakšana difuzija . Karakteristično je za hidrofilne molekule koje se također transportuju kroz membranu po koncentracijskom gradijentu, ali uz pomoć posebnih membranskih proteina - nosača. Olakšana difuzija, za razliku od jednostavne difuzije, karakterizira visoka selektivnost, budući da protein nosač ima centar vezivanja komplementaran transportiranoj tvari, a prijenos je praćen konformacijskim promjenama u proteinu. Jedan mogući mehanizam za olakšanu difuziju mogao bi biti sljedeći: transportni protein ( translocase ) veže supstancu, zatim se približava suprotnoj strani membrane, oslobađa ovu supstancu, preuzima prvobitnu konformaciju i ponovo je spreman za obavljanje transportne funkcije. Malo se zna o tome kako se odvija kretanje samog proteina. Drugi mogući mehanizam prijenosa uključuje učešće nekoliko proteina nosača. U ovom slučaju, početno vezani spoj prelazi s jednog proteina na drugi, uzastopno se vezujući za jedan ili drugi protein sve dok se ne nađe na suprotnoj strani membrane.

aktivni transport nastaje kada se prijenos dogodi protiv gradijenta koncentracije. Takav prijenos zahtijeva ćelijsku potrošnju energije. Aktivni transport služi za akumulaciju supstanci unutar ćelije. Izvor energije je često ATP. Za aktivan transport, pored izvora energije, neophodno je i učešće membranskih proteina. Jedan od aktivnih transportnih sistema u životinjskoj ćeliji odgovoran je za prijenos Na+ i K+ jona kroz ćelijsku membranu. Ovaj sistem se zove Na + - K + - pumpa. Odgovoran je za održavanje sastava unutarćelijske sredine, u kojoj je koncentracija K+ veća od Na+:

Mehanizam djelovanja Na + , K + -ATPaze

Gradijent koncentracije kalijuma i natrijuma održava se prenošenjem K+ unutar ćelije, a Na+ van. Oba transporta se odvijaju protiv gradijenta koncentracije. Ovakva raspodjela jona određuje sadržaj vode u ćelijama, ekscitabilnost nervnih i mišićnih ćelija i druga svojstva normalnih ćelija. Na + ,K + -pumpa je protein - transport ATR-ase . Molekul ovog enzima je oligomer i prodire kroz membranu. Tokom punog ciklusa pumpe, tri Na+ jona se prenose iz ćelije u međućelijsku supstancu, a dva K+ jona u suprotnom smeru. Ovo koristi energiju ATP molekula. Postoje transportni sistemi za prenos jona kalcijuma (Ca 2+ - ATP-aze), protonske pumpe (H + - ATP-aze) itd. Symport To je aktivni prijenos tvari preko membrane, koji se provodi na račun energije gradijenta koncentracije druge tvari. Transportna ATPaza u ovom slučaju ima vezna mjesta za obje supstance. Antiport je kretanje supstance protiv njenog gradijenta koncentracije. U ovom slučaju, druga supstanca se kreće u suprotnom smjeru duž gradijenta koncentracije. Symport I antiport može nastati tokom apsorpcije aminokiselina iz crijeva i reapsorpcije glukoze iz primarnog urina. Ovo koristi energiju gradijenta koncentracije Na + jona koje stvara Na + , K + -ATPaza.

TO membranskih proteina uključuju proteine ​​koji su ugrađeni ili povezani sa ćelijskom membranom ili membranom ćelijske organele. Oko 25% svih proteina su membranski proteini.