Das Membrantransporter sind integrale Membranproteine, die auf den spezifischen Transport von Ionen und kleinen wasserlöslichen Molekülen zu beiden Seiten der Zellmembranen spezialisiert sind.
Da diese Moleküle das hydrophobe Herz von Lipiddoppelschichten nicht alleine durchqueren können, ermöglichen diese Proteine der Zelle: unterschiedlich definierte Umgebungen aufrechtzuerhalten, Nährstoffe aufzunehmen, Abfallprodukte des Stoffwechsels auszuscheiden und Konzentrationen von Ionen und Molekülen zu regulieren..
Transporterproteine wurden in zwei große Gruppen eingeteilt: Kanäle und Transporter. Transporter binden spezifisch das zu transportierende Molekül und unterliegen Konformationsänderungen, um sie mobilisieren zu können. Die Kanäle binden wiederum keine Moleküle, sondern bilden einen Tunnel, aus dem sie sich frei bewegen können, einfach ausgeschlossen durch ihren molekularen Radius..
Zusätzlich zu dieser Klassifizierung gibt es andere, die die Menge der zu transportierenden Moleküle, die Richtung, in die sie transportiert werden, die Abhängigkeit oder Nichtabhängigkeit von Energie und die Energiequelle, die sie verwenden, berücksichtigen..
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Die Synthese einer Membran war das letzte evolutionäre Ereignis, das zu Zellen führte.
Absolut alle Zellmembranen sind Barrieren, die dem freien Durchgang von Ionen und Molekülen in und aus Zellen entgegenwirken. Sie müssen jedoch den Eintritt von Personen ermöglichen, die für ihren Betrieb von entscheidender Bedeutung sind, sowie den Austritt von Abfällen.
Daher wird der Transport von Molekülen in beide Richtungen selektiv durchgeführt. Das heißt, die Zelle entscheidet, wer sie zu welchem Zeitpunkt ein- oder auslässt.
Um dies zu erreichen, werden spezielle Transmembranproteine verwendet, die als Kanäle oder Gateways fungieren und als Membrantransporter bezeichnet werden..
Etwa 20% der Gene in einer Zelle kodieren für diese Membrantransporterproteine. Dies gibt uns eine Vorstellung von der Relevanz, die der Transport für die Zellfunktion hat..
In diesem Sinne ist die Untersuchung dieser Proteine sowohl für die Identifizierung chemotherapeutischer Ziele als auch für mögliche Transportmittel für Arzneimittel in Zielzellen von großer Bedeutung..
Zelltransporter sind für die Übertragung von gelösten Stoffen organischer und anorganischer Natur durch Zellmembranen verantwortlich..
Diese Übertragung wird speziell nur in den Momenten durchgeführt, in denen die Zelle sie benötigt, um:
- Aufrechterhaltung zellulärer elektrochemischer Gradienten, die für die Erfüllung lebenswichtiger Funktionen wie der von der Zelle benötigten Energieerzeugung und der Reaktion auf Reize in erregbaren Membranen unerlässlich sind.
- Nehmen Sie die Makro- und Mikronährstoffe, die erforderlich sind, um die Zelle mit den Monomeren zu versorgen, die die Skelette ihrer Makromoleküle bilden (Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate und Lipide)..
- Reagieren Sie auf Reize und nehmen Sie daher an Zellsignalisierungsprozessen teil.
Membrantransporter wurden nach der Art des Transports, den sie durchführen, in zwei große Kategorien eingeteilt: Kanäle und Transporter..
Kanalproteine vermitteln den passiven Transport von Wassermolekülen sowie verschiedener spezifischer Arten von Ionen. Diese Art des Transports erfordert keine Energie und erfolgt spontan zugunsten des Konzentrationsgradienten des zu transportierenden Moleküls..
Der Name der Kanäle beruht auf der Tatsache, dass die Struktur, die diese Proteine erhalten, einem Tunnel ähnelt, durch den der gleichzeitige Durchgang zahlreicher Moleküle erfolgt, die anhand ihres Molekülradius ausgewählt werden. Aus diesem Grund können diese Transporter als Molekularsieb angesehen werden..
Die mit diesen Transportern verbundenen Funktionen umfassen die Erzeugung, Aufrechterhaltung und Störung elektrochemischer Gradienten über Zellmembranen..
Viele andere Kanäle wechseln jedoch zwischen offenem und geschlossenem Zustand als Reaktion auf das Eintreffen oder Entfernen bestimmter Reize..
Diese Reize können elektrischer Natur in spannungsabhängigen Kanälen, chemisch in ligandenabhängigen Kanälen oder physikalisch in Kanälen sein, die auf mechanische Veränderungen wie Stress oder Dehnung reagieren..
Transporterproteine werden auch Träger oder Permeasen genannt. Sie verwenden elektrochemische Gradienten, um den Transport zur einen oder anderen Seite der Membran durchzuführen.
Diese Art von Transporterproteinen kann zwei Arten von Transport vermitteln. Der erleichterte passive Transport eines Moleküls in eine Richtung und zugunsten eines Konzentrationsgradienten oder des Cotransports zweier verschiedener Moleküle.
Der Cotransport in die gleiche Richtung wird wiederum von Symportern und in entgegengesetzte Richtungen von Trägern durchgeführt..
Andererseits erlauben Transporter im Gegensatz zu Kanälen, die den gleichzeitigen Durchgang vieler Moleküle durch sie ermöglichen, nur den begrenzten und spezifischen Durchgang einer bestimmten Anzahl von Molekülen. Um dies sicherzustellen, präsentieren sie spezifische Bindungsstellen.
In diesem Fall erfährt der Molekül, sobald die Bindung an den Transporter erfolgt, eine Konformationsänderung, die die Bindungsstelle der anderen Seite der Membran aussetzt, wodurch der Transport begünstigt wird..
Diese Abhängigkeit von einer Strukturänderung in Trägerproteinen verringert die Geschwindigkeit, mit der Moleküle transportiert werden..
Basierend auf der Abhängigkeit oder Nichtabhängigkeit der Energie, um den Transport durchzuführen, können die Transporterproteine klassifiziert werden in: passive Facilitator-Transporter und aktive Transporter.
Passive Erleichterungstransporter erfordern keine Energieversorgung und führen den Transport von Molekülen von einer Zone hoher Konzentration zu einer Zone niedriger Konzentration durch..
Im Gegensatz dazu benötigen aktive Transporter Energieeinsatz, um Substanzen gegen ihren Konzentrationsgradienten zu bewegen. Dieser Mechanismus reagiert auf einen aktiven Transportprozess.
Die Pumpen führen den Transport von Ionen und Molekülen zu den intrazellulären und extrazellulären Medien unter Verwendung eines primären aktiven Transportmechanismus durch.
Das heißt, sie nutzen die Energie der ATP-Hydrolyse, um die "Aufwärtsbewegung von Ionen und Molekülen" zu einem energetisch günstigen Prozess zu machen..
Eine der mit dieser Art von Transporter verbundenen Funktionen ist die Erzeugung des internen sauren Mediums, das für die Lysosomen tierischer Zellen, die Vakuolen pflanzlicher Zellen und das Magenlumen charakteristisch ist..
Diese Transporter nutzen die beim Cotransport eines Ions freigesetzte Energie zugunsten seines elektrochemischen Gradienten, um ein anderes Molekül gegen seinen Konzentrationsgradienten transportieren zu können. Mit anderen Worten, sie führen den sekundären aktiven Transport von Molekülen durch..
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