2.16: Natriumkaliumpumpe
Natriumkaliumpumpen
Aktiv transport Er den energikrevende prosessen med å pumpe molekyler og ioner over membraner «oppoverbakke» – mot en konsentrasjonsgradient. For å flytte disse molekylene mot konsentrasjonsgradienten, er det nødvendig med et bærerprotein. Bærerproteiner kan arbeide med en konsentrasjonsgradient (under passiv transport), men noen bærerproteiner kan flytte oppløsninger mot konsentrasjonsgradienten (fra lav konsentrasjon til høy konsentrasjon), med en tilførsel av energi. I aktiv transport, som bærerproteiner brukes til å flytte materialer mot konsentrasjonsgradienten, er disse proteinene kjent som pumper. SOM i andre typer cellulære aktiviteter, LEVERER ATP energien til mest aktiv transport. EN MÅTE ATP driver aktiv transport er ved å overføre en fosfatgruppe direkte til et bærerprotein. Dette kan føre til at bærerproteinet endrer sin form, som beveger molekylet eller ion til den andre siden av membranen. Et eksempel på denne typen aktivt transportsystem, som vist i Figur nedenfor, er natrium-kaliumpumpen, som utveksler natriumioner for kaliumioner over plasmamembranen i dyreceller.
natriumkaliumpumpesystemet beveger natrium – og kaliumioner mot store konsentrasjonsgradienter. Den beveger to kaliumioner inn i cellen hvor kaliumnivået er høyt, og pumper tre natriumioner ut av cellen og inn i det ekstracellulære væsken.
som vist i Figur over, binder tre natriumioner med proteinpumpen inne i cellen. Bærerproteinet får deretter energi FRA ATP og endrer form. Ved å gjøre det pumper den de tre natriumioner ut av cellen. På det tidspunktet binder to kaliumioner fra utsiden av cellen til proteinpumpen. Kaliumioner blir deretter transportert inn i cellen, og prosessen gjentas. Natrium-kaliumpumpen finnes i plasmamembranen i nesten alle humane celler og er vanlig for alt cellulært liv. Det bidrar til å opprettholde cellepotensialet og regulerer cellevolum.
en mer detaljert titt på natrium-kalium pumpe er tilgjengelig på http://www.youtube.com/watch?v=C_H-ONQFjpQ (13: 53) og http://www.youtube.com/watch?v=ye3rTjLCvAU (6: 48).
Den Elektrokjemiske Gradienten
den aktive transporten av ioner over membranen fører til at en elektrisk gradient bygger seg opp over plasmamembranen. Antallet positivt ladede ioner utenfor cellen er større enn antall positivt ladede ioner i cytosolen. Dette resulterer i en relativt negativ ladning på innsiden av membranen, og en positiv ladning på utsiden. Denne forskjellen i kostnader forårsaker spenning over membranen. Spenning er elektrisk potensiell energi som skyldes en separasjon av motsatte ladninger, i dette tilfellet over membranen. Spenningen over en membran kalles membranpotensial. Membranpotensial er svært viktig for ledningen av elektriske impulser langs nerveceller.fordi innsiden av cellen er negativ sammenlignet med utsiden av cellen, favoriserer membranpotensialet bevegelsen av positivt ladede ioner (kationer) inn i cellen, og bevegelsen av negative ioner (anioner) ut av cellen. Så det er to krefter som driver diffusjonen av ioner over plasmamembranen – en kjemisk kraft (ions konsentrasjonsgradient) og en elektrisk kraft (effekten av membranpotensialet på ionernes bevegelse). Disse to kreftene som arbeider sammen kalles en elektrokjemisk gradient, og vil bli diskutert i detalj i» Nerveceller «og» Nerveimpulser » konsepter.