LUKIO 6. Biologia 10-11 luokka Luento 4. PAK:n toiminnot

HARJOITUS 6. Biologia 10-11 luokka.
Tutki luento ja vastaa kysymyksiin.
Luento 4. PAK:n toiminnot
Yleisesti ne jaetaan universaaleihin ja spesifisiin.
Universaalit PAK:n toiminnot.

• esteellinen-kuljetustoiminto

• kosketustoiminto

• reseptoritoiminto

• katalyyttinen toiminto

• liikkumistoiminto

• yksilöllistyminen

Esteellinen-kuljetustoiminto.
Yleisesti se jaetaan esteelliseen ja kuljetustoimintoon. Esteellinen toiminta määräytyy bilipidikerroksen läsnäolon mukaan ja estää useimpien molekyylien ja ionien hallitsemattoman pääsyn soluun.
Esteellisyys säilyttää soluliman yksilöllisyyden solunulkoiseen ympäristöön nähden. Tämä yksilöllisyys ilmenee lepojännitepotentiaalin olemassaolossa. Lepojännitepotentiaalin häiriintyessä ionivirta muuttuu säätämättömäksi, mikä johtaa osmoottisen paineen häiriöihin ja solun kuolemaan. Esteellisyys on monien immuunisolujen, erityisesti T-tappajasolujen ja N-tappajasolujen, käyttämä toiminto. Nämä solut vuorovaikuttavat elimistön omien poikkeavien solujen kanssa ja erittävät perforiini-nimisiä proteiineja, jotka upottavat solukalvoon suuria aukkoja. Ionikuljetus muuttuu säätämättömäksi ja solu kuolee. On keinotekoisesti synteettisiä peptidit, jotka voivat upottaa itseään muokattujen solujen plasmalemmaan. Tällaisia soluja ovat poikkeavat solut, viruksilla saastuneet solut ja alkueläimet.

Plasmamembraanin kautta voi kulkea seuraavia kuljetustyyppejä:

• vapaa kuljetus eli yksinkertainen diffuusio

• passiivinen kuljetus eli helpotettu diffuusio

• kuljetus kalvopakkauksessa eli sytosyyttinen kuljetus

• aktiivinen kuljetus

Vapaa kuljetus noudattaa diffuusion lakeja ja tapahtuu elektrolyyttisen konsentraatiogradientin mukaan. Tämän kuljetuksen nopeus on suoraan verrannollinen gradientin suuruuteen. Tämä on kuljetusta suoraan bilipidikerroksen läpi ja koskee yksinkertaisia, varaukseltaan neutraaleja molekyylejä. Tätä kuljetustyyppiä on tärkeää huomioida lääkkeiden annostelussa vereen, sillä punasolut ovat erittäin herkkiä osmoottisen paineen muutoksille.

• on kemiallisesti riippuvaisia kuljettajia tai kanavia. Yksinkertaisin tapa on fosforylaatio ja defosforylaatio, monimutkaisemmassa versiossa on erilaisia allosteerisia vuorovaikutuksia signaalimolekyylien kanssa

• potentiaaliriippuvaiset kanavat, joiden konformaatio muuttuu MPP:n muutoksen yhteydessä. Normaalisti MPP on -70mV
  Nervosolujen ja lihassolujen kalvolla on potentiaaliriippuvaisia kanavia natriumille, jotka voivat muuttaa konformaatiotaan ja avautua, kun kalvo depolarisoituu. Tämän seurauksena solussa syntyy toimintapotentiaali. Näiden kanavien lisääntynyt herkkyys perinnöllisten vikojen vuoksi on yksi epilepsian syistä. Samoille aineille on olemassa useita passiivisten kuljettajien vaihtoehtoja. Esimerkiksi glukoosille on olemassa 7 erilaista kuljettajaa. Yleisimmät kuljettajat, jotka ovat lähes kaikissa soluissa, ovat GluT2. Sen aktiivisuus kasvaa, kun veressä olevan glukoosin määrä kasvaa. Lääketieteellisesti tärkeä kuljettaja on GluT4. Tämän kuljettajan proteiinit syntetisoituvat ihonalaisessa rasvakudoksessa ja maksassa. Insuliinin vaikutuksesta GluT4 kuljetetaan näiden solujen PAK:iin, kun veren glukoosipitoisuus nousee voimakkaasti. Näiden kuljettajien patologiset häiriöt johtavat insuliiniriippumattomaan diabetes mellitukseen. Passiivisen kuljetuksen häiriöillä on yleensä vakavia lääketieteellisiä seurauksia. Esimerkiksi tetrodotoksiini – myrkky, jota esiintyy siiliöiden kudoksissa, sitoutuu tiukasti potentiaaliriippuvaisiin natriumkanaviin. Aine menee kanavan sisään ja estää sen toiminnan. Monet paikalliset anestesiat omaavat samankaltaista vaikutusta tetrodotoksiinin kanssa. Kuraari-myrkky estää impulssien siirtymistä hermosolusta lihaksille ja ihminen kuolee lihasten halvaantumiseen. Käärmeiden myrkyt toimivat samalla tavalla. Karakurttipukin myrkky muodostaa säätelemättömän kalsiumkanavan kalvossa, mikä aiheuttaa neurotransmitterien vapautumisen synapsiväliin, pureman jälkeen esiintyy kouristuksia ja myöhemmin halvaus. Monet antibiootit voivat upottaa bakteerien kalvoihin ja muodostaa säätelemättömiä kanavia eri ioneille, ja tällaisia antibiootteja kutsutaan ionoforeiksi. Näihin kuuluvat gramicidiini ja valinomysiini.
  Antibiootit voivat muodostaa ionoforeja myös mitokondrioiden sisäkalvolla, mikä häiritsee solujen energiankäyttöä.