LEKTION 6. Biologi 10.-11. klasse.
Læs forelæsningen, svar på spørgsmålene.
Forelæsning 4. PAK funktioner
Generelt opdeles de i universelle og specifikke.
Universelle funktioner af PAK.
barriere-transport
kontakt
receptor
katalytisk
bevægelse
individualisering.
Barriere-transport funktion.
Generelt opdeles den i barriere og transport. Barrieren bestemmes af tilstedeværelsen af et bilipidlag og forhindrer ukontrolleret indtrængning af de fleste molekyler og ioner i cellen.
Barrieren gør det muligt at bevare cytoplasmas individualitet i forhold til den ekstracellulære miljø. Denne individualitet viser sig i eksistensen af en parameter som hvilemembranpotentiale. Ved forstyrrelse af MPP bliver ionstrømmen uregulerbar, hvilket fører til forstyrrelse af osmotisk tryk og cellens død. Forstyrrelse af barrieren udnyttes af nogle celler i immunsystemet, især T-dræberceller og N-dræberceller. Disse celler interagerer med kroppens egne anomale celler og sekretérer proteinerne perforiner, som indsætter sig i målcellens membran og danner store porer i den. Iontransporten bliver uregulerbar, og cellen dør. Der findes kunstigt syntetiserede peptider, som kan indsætte sig i plasmolemmen af celler med ændret cytoskelet. Sådanne celler omfatter anomale celler, virusinficerede celler og encellede parasitter.
Der er følgende typer transport gennem plasmolemmen:
fri transport eller simpel diffusion
passiv transport eller lette diffusion
transport i membranpakning eller cytose.
aktiv transport.
Fri transport følger lovene for diffusion og går efter den elektrochemiske koncentrationsgradient. Hastigheden af denne transport er direkte proportional med størrelsen af gradienten. Denne transport sker direkte gennem bilipidlaget og involverer simple, ikke-ladede molekyler. Denne type transport skal tages i betragtning ved indgivelse af lægemidler i blodet, da erythrocytter er meget følsomme overfor ændringer i osmotisk tryk.

Passiv transport eller lette diffusion. Denne transport kræver ikke energi og kræver en elektrochemisk koncentrationsgradient. Passiv transport adskiller sig fra fri transport ved, at den involverer proteinbærere eller kanaler. Når koncentrationsgradienten øges, stiger hastigheden af transporten i starten, men når en konstant hastighed nås, afhænger det af kanalernes eller bærernes gennemtrængelighed. Generelt går passiv transport hurtigere end fri transport, og hastigheden kan øges ved ændring af bærerens konformation. Passiv transport transporterer monosaccharider, aminosyrer, ioner og nogle hydrofobe molekyler ind i cellen. Ændring af bærerens konformation kan opnås på to måder:
der findes kemodynamiske bærere eller kanaler. Den enkleste mulighed er fosforylering og defosforylering, i mere komplekse tilfælde er der allosteriske interaktioner med signalmolekyler
potentiale-følsomme kanaler, hvor konformationen ændres ved ændring af MPP. I normaltilstand er MPP -70mV.
På membranen af nerve- og muskelceller findes potentiale-afhængige kanaler for natrium, som kan ændre deres konformation og åbne sig ved membranens depolarisering. Som resultat opstår et aktionspotentiale på cellen. Øget følsomhed af disse kanaler på grund af genetiske defekter er en af årsagerne til epilepsi. Der findes flere forskellige passive bærere for de samme stoffer. For eksempel findes der 7 forskellige transportører for glukose. Den mest universelle transportør, som findes i næsten alle celler, er GluT2. Aktiviteten af denne transportør øges, når koncentrationen af glukose i blodet stiger. En vigtig transportør er GluT4. Proteinerne fra denne transportør syntetiseres i celler i underhudens fedtvæv og i leverceller. Under påvirkning af hormonet insulin frigives GluT4 til PAK i disse celler, når koncentrationen af glukose stiger markant. Ved patologier af disse transportører udvikles insulin-uafhængig diabetes. Forstyrrelse af passiv transport medfører normalt alvorlige medicinske konsekvenser, som f.eks. tetrodotoxin – et gift, der findes i pufferfiskens væv, og har et højt affinitet for natriumkanaler afhængige af potentiale. Stoffet trænger ind i kanalens lumen og blokerer den. Mange lokale anæstetika virker på samme måde som tetrodotoxin. Kura-gift forårsager blokering af impulsoverførsel fra neuron til muskler, og personen dør af muskelparalyse. Kobra-gift har en lignende virkning. Skorpiongiften fra Karakurt danner en uregulerbar calciumkanal i membranen, hvilket forårsager frigivelse af neurotransmittere i synapsekløften. Efter bidet opstår der kramper og derefter lammelse. Mange antibiotika kan indsætte sig i bakteriemembranen og danne uregulerbare kanaler for forskellige ioner. Disse antibiotika kaldes ionoforer. Eksempler på ionoforer inkluderer gramicidin og valinomycin.
Antibiotika kan også danne ionoforer på den indre mitokondrielle membran. Dette forstyrrer cellens energimetabolisme.
Aktiv transport går altid imod koncentrationsgradienten, dvs. fra området med lav koncentration til området med høj koncentration af stoffer. Denne transport kræver bærere, som i dette tilfælde kaldes aktive transportører, pumper eller pumper. Den energi, der anvendes til denne type transport, kan komme fra to kilder, og derfor findes der to typer aktiv transport.