UNDERVISNING 6. Biologi 10-11 klasse.
Studer forelesningen, svar på spørsmålene.
Forelesning 4. Funksjoner av PAK
Generelt deles de inn i universelle og spesifikke.
Universelle funksjoner av PAK.
barriere-transport
kontakt
reseptor
katalytisk
bevegelse
individualisering.

Barriere-transport funksjon.
Generelt deles den i barriere og transport. Barrieren bestemmes av tilstedeværelsen av et bilipidlag og hindrer ukontrollert inntrengning av de fleste molekyler og ioner i cellen.
Barrieren bevarer cytoplasmaens individualitet i forhold til det ekstracellulære miljøet. Denne individualiteten manifesterer seg gjennom et parameter som kalles membranpotensialet i ro. Ved brudd på MPP blir ioneflyten ukontrollert, noe som fører til forstyrrelse av osmotisk trykk og celledød. Forstyrrelse av barrieren brukes av enkelte celler i immunsystemet, spesielt T-draps-celler og N-draps-celler. Disse cellene interagerer med kroppens egne abnormale celler og sekreterer proteiner som perforiner, som setter seg inn i målcellens membran og danner store porer. Ionetransporten blir ukontrollert, og cellen dør. Det finnes kunstig syntetiserte peptider som kan settes inn i plasmamembranen til celler med endret cytoskjelett. Slikt vev inkluderer unormale celler, virusinfiserte celler og encellede protozoer.

Gjennom plasmamembranen er følgende typer transport mulig:
fri transport eller enkel diffusjon
passiv transport eller lettet diffusjon
transport i membraninnpakning eller endocytose
aktiv transport.

Fri transport følger lovene for diffusjon og skjer i henhold til den elektrokinetiske konsentrasjonsgradienten. Hastigheten på slik transport er direkte proporsjonal med gradientens størrelse. Denne transporten skjer direkte gjennom bilipidlaget og gjelder for enkle nøytrale molekyler. Denne typen transport må tas i betraktning når medisiner administreres i blodet, ettersom erytrocytter er svært følsomme celler for endringer i osmotisk trykk.

Passiv transport eller lettet diffusjon. Denne transporten skjer uten energiforbruk og krever en elektrokinetisk konsentrasjonsgradient. Passiv transport, i motsetning til fri transport, krever involvering av proteinbærere eller tilstedeværelse av proteinkanaler. Når konsentrasjonsgradienten økes, vil transporthastigheten først øke, men deretter stabilisere seg på et konstant nivå. Dette skyldes kanalens eller bærerens permeabilitet. Generelt går passiv transport raskere enn fri transport, og hastigheten kan økes ved at bæreren endrer konformasjon. Passiv transport bringer monosakkarider, aminosyrer, ioner og noen hydrofobe molekyler inn i cellen. Endring i bærerens konformasjon kan oppnås på to måter:

det finnes kjemisk avhengige bærere eller kanaler. Den enkleste varianten er fosforylering og defosforylering, mens en mer kompleks variant involverer ulike allosteriske interaksjoner med signalmolekyler
potensialfølsomme kanaler, hvor konformasjonen endres ved endring i MPP. Normalt er MPP –70mV
På membranen til nerve- og muskelceller finnes potensialavhengige kanaler for natrium, som kan endre konformasjon og åpne ved membrandepolarisering. Dette resulterer i aksjonspotensial på cellen. Økt følsomhet for disse kanalene på grunn av genetiske defekter er en av årsakene til epilepsi. For samme substans finnes flere alternativer av passive bærere. For eksempel finnes 7 forskjellige bærere for glukose. Den mest universelle bæreren, som finnes i nesten alle celler, er GluT2. Aktiviteten til GluT2 øker når glukosekonsentrasjonen i blodet øker. GluT4 er en annen medisinsk viktig bærer. Proteinene for denne bæreren syntetiseres i celler i underhudsfettvev og i leverceller. Når glukosekonsentrasjonen i blodet øker, blir GluT4 transportert til PAK i disse cellene under påvirkning av hormonet insulin. Når disse bærerne er defekte, kan det føre til insulin-uavhengig diabetes. Forstyrrelse av passiv transport fører vanligvis til alvorlige medisinske konsekvenser, for eksempel tetrodotoksin – et gift som finnes i vevet til pufferfisk og har høy affinitet for potensialavhengige natriumkanaler. Stoffet går inn i kanalens åpning og blokkerer den. Mange lokale anestesika virker på samme måte som tetrodotoksin. Curare-gift blokkerer overføringen av impulser fra nevroner til muskler, og personen dør av lammelse av musklene. Kobra-gift har en lignende effekt. Giften fra karakurt-edderkoppen danner en ukontrollert kalsiumkanal i membranen, som fører til at nevrotransmittere frigjøres i synapsen. Etter bittet observeres kramper, etterfulgt av lammelse. Mange antibiotika kan sette seg i bakteriemembranen og danne ukontrollerte kanaler for forskjellige ioner, og disse antibiotikaene kalles ionoforer. Eksempler på ionoforer er gramicidin og valinomycin.
Antibiotika kan også danne ionoforer i den indre membranen i mitokondriene, og dette fører til forstyrrelse av energimetabolismen i cellen.

Aktiv transport skjer alltid mot konsentrasjonsgradienten, det vil si fra området med lav konsentrasjon til området med høy konsentrasjon av stoffer. For denne transporten kreves bærere, som kalles aktive bærere, pumper eller pumper, og energien som brukes til denne transporten er tilgjengelig på to måter, derfor skilles det ut to typer aktiv transport.