Мембранный транспорт: общие сведения
Важнейшее свойство плазмалеммы состоит в ее способности пропускать в клетку или из нее различные вещества. Это имеет большое значение для саморегуляции клетки, поддержания постоянства ее состава, физико- химического гомеостаза (греч. homoios - подобный и stasis - состояние). Функции мембраны выполняют благодаря избирательной проницаемости, т. е. способности ограничивать ту или иную систему от среды и пропускать все, что необходимо для жизнедеятельности этой системы.
Транспорт через мембрану может проходить разными путями. Большое значение имеет направление транспорта веществ по градиенту концентрации, т. е. от большей концентрации веществ к меньшей, или против него. Транспорт вещества в сторону меньшей концентрации носит название диффузии (если на его пути нет преград) и переноса (если его путь преграждает барьер). Транспорт может быть облегченным, если ему способствует какой-нибудь переносчик или система переносчиков. В некоторых случаях пассивный транспорт прост. Например, если вещества хорошо растворимы в жирах, то они передвигаются через мембрану по обычным законам диффузии. Или вода, свободно протекающая через мембранные поры, может захватить и перенести одну или несколько молекул растворенных веществ, способных пройти через пору.
Другое дело, если вещества нерастворимы в жирах и не проходят через поры. Были выделены особые белки, делающие мембраны проницаемыми для сахаров и других водорастворимых веществ. Специальные белки-переносчики , соединяясь с транспортируемыми молекулами, протаскивают их через мембраны, сами в них не растворяясь. Убедительный довод существования переносчиков был получен при изучении проникновения глюкозы внутрь эритроцитов. Погрузив "перевозимые" молекулы, переносчики глюкозы транспортируют их через мембраны и возвращаются либо пустыми, либо захватив других "пассажиров". Имеются переносчики, которые не совершают челночных движений, а встраиваются в мембрану и образуют канал. Роль таких переносчиков могут выполнять некоторые антибиотики или белки мембраны. Исследование переноса лактозы показало, что соответствующий транспортный белок, встроенный в мембрану, работает по принципу фермента и связывает сахар аналогично тому, как фермент связывает свой субстрат. Такие белки часто называют пермеазами . Каждый из них обеспечивает перенос определенных молекул. Транспортные белки не вращаются в двойном липидном слое, а обеспечивают перенос, изменяя свою конформацию, в результате чего в мембране открываются " ворота", или каналы . Установлено, что транспортные белки отвечают за перенос сахаров, аминокислот, ионов натрия, калия, кальция и других веществ.
