ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
3.6. ПОСТУПЛЕНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКУ
Поступление веществ в клетку и выделение продуктов обмена в окружающую среду происходит у микроорганизмов через всю поверхность клетки путем осмоса или адсорбции. На интенсивность этих процессов оказывают различные факторы: разность концентрации питательных веществ в клетке и за ее пределами, а также проницаемость для них цитоплазматической оболочки (см. рис. 11).
Опыт, демонстрирующий явление осмоса:
А — в мешочек из полупроницаемой перепонки (например, из целлофана), подвешенный в воде, наливают 5%-ный раствор сахара. Молекулы воды диффундируют в мешочек, заставляя столбик воды в стеклянной трубке подниматься. Молекулы сахара крупнее, поэтому они не могут проходить через поры в целлофане; Б—после достижения равновесия давление столбика воды в точности равно осмотическому давлению раствора сахара и служит мерой этого давления.
Осмос представляет собой диффузию веществ в растворах через полупроницаемую мембрану. Возникает осмос под действием разности осмотических давлений в растворах по обе стороны полупроницаемой мембраны. Величина осмотического давления раствора зависит от молярной концентрации растворенных в нем веществ.
Цитоплазматическая мембрана клетки обладает полупроницаемостью: она является осмотическим барьером, регулируя поступление в клетку и выход из нее растворенных веществ. Веществ нерастворимые в воде, белки, не могут быть использованы клеткой. Они могут проникнуть в нее лишь после расщепления на более простые, что происходит с помощью экзоферментов микробов.
Таким образом, при осмотическом проникновении питательных веществ в клетку движущей силой служит разность осмотических давлений между средой и клеткой. Такой пассивный перенос веществ не требует затраты энергии и протекает до выравнивания концентрации с наружным раствором.
Поступившие в клетку вещества включаются в реакцию конструктивного и энергетического обмена. Концентрация некоторых из них ниже, чем в окружающей среде, и поступление данных веществ возможно до полного исчерпания их из субстрата.
Если микроорганизм попадает в субстрат, осмотическое давление которого выше, чем в клетке, то цитоплазма отдает воду во внешнюю среду. Питательные вещества в клетку не поступают, содержимое клетки уменьшается в объеме, и протопласт отстает от клеточной оболочки. Это явление называется плазмолизом клетки.
При чрезмерном низком осмотическом давлении внешней среды может наступить плазмоптис клетки — явление, обратное плазмолизу, когда вследствие высокой разности осмотических давлений цитоплазма переполняется водой и приводит к разрыву клеточной оболочки.
Второй путь поступления веществ в клетку — активный — путем переноса их особыми, локализованными в цитоплазматической мембране веществами ферментной природы. Эти переносчики, называемые пермеазами, обладают субстратной специфичностью. Каждый транспортирует только определенное вещество. На внешней стороне цитоплазматической мембраны переносчик адсорбирует вещество, вступает с ним во временную связь и отдает на внутренней стороне ее транспортируемое вещество в цитоплазму.
Источник
Механизмы поступления питательных веществ в клетку
Основным препятствием для транспорта веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), которая обладает избирательной проницаемостью. ЦПМ регулирует не только поступление веществ в клетку, но и выход из нее воды, разнообразных продуктов обмена и ионов, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность клетки.
Существует несколько механизмов транспорта питательных веществ в клетку: простая диффузия, облегченная диффузия и активный транспорт.
Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану схематично изображен на рис.6.1.
Прокариоты и эукариоты различаются по механизмам транспорта. У прокариот избирательное поступление питательных веществ осуществляется главным образом путем активного транспорта, а у эукариот – путем облегченной диффузии, реже путем активного транспорта. Выход продуктов из клетки чаще всего осуществляется путем облегченной диффузии.
 |
 |
В
 |
АТФ
S1 S2 S3
А
А
Рис. 6.1. Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану
А –цитоплазма, Б – мембрана, В – окружающая среда;
Простая диффузия – проникновение молекул вещества в клетку без помощи каких-либо переносчиков. Движущей силой этого процесса служит градиент концентрации вещества, т.е. различия в его концентрации по обе стороны ЦПМ – во внешней среде и в клетке. Молекулы воды, некоторых газов (молекулярного кислорода, азота, водорода), некоторые ионы, концентрация которых во внешней среде выше, чем в клетке, перемещаются через ЦПМ путем пассивной диффузии. Пассивный перенос протекает до тех пор, пока концентрация веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны не выравняется. Поступающая вода прижимает цитоплазму и ЦПМ к клеточной стенке, и в клетке создается внутреннее давление на клеточную стенку, называемое тургором. Простая диффузия происходит без затраты энергии. Скорость такого процесса незначительна.
Подавляющее большинство веществ может проникнуть внутрь клетки только при участии переносчиков – специфических белков, называемых пермеазами и локализованных на цитоплазматической мембране. Пермеазы захватывают молекулы растворенных веществ и переносят их к внутренней поверхности клетки. С помощью белков-переносчиков осуществляется перенос растворенных веществ путем облегченной диффузии и активного транспорта.
Облегченная диффузия происходит по градиенту концентрации с помощью белков-переносчиков. Как и пассивная диффузия, она протекает без затраты энергии. Скорость ее зависит от концентрации веществ в растворе. Предполагают, что путем облегченной диффузии осуществляется также выход продуктов обмена из клетки. Путем облегченной диффузии в клетку проникают моносахара, аминокислоты.
Активный транспорт – растворенные вещества переносятся независимо от градиента концентраций. Этот вид транспорта веществ нуждается в затратах энергии (АТФ). При активном транспорте скорость поступления веществ в клетку достигает максимума даже при малой концентрации его в питательной среде. Большинство веществ проникает в клетку микроорганизмов в результате активного транспорта.
Источник
Каким образом питательные вещества попадают в клетку
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Организм взрослого человека состоит из порядка 30 триллионов клеток. Их питание – процесс обеспечения набором веществ. Цель — продуцирование новых и поддержание деятельности старых клеточных единиц, защита от повреждений и обеспечение необходимой энергией.
Природа создала механизмы, регулирующие обмен веществами, происходящий между цитоплазмой и внешней средой. Рассмотрим и расскажем, как он происходит.
Роль мембраны
Мембрана — так называется пленка-барьер толщиной 5-10 миллионных мм, отделяющий содержимое биологических клеток от внешней среды. У нее двусторонняя, избирательная и неравномерная проницаемость. Эти свойства связаны со сложной структурой и химическим составом пленки.
Мембраны состоят из липидов и белков. К некоторым из них на внешних поверхностях присоединены также углеводы. На долю последних приходится 2–10 % от общего числа молекул.
Липиды составляют бислой, а протеины/белки отвечают за:
- транспорт веществ;
- перенос электронов;
- преобразование энергии;
- активность ферментов и рецепторов.
- активный перенос (эндоцитоз) наблюдается, если силы, благодаря которым он происходит, находятся вне биологической клетки;
- пассивный (экзоцитоз) — осуществляется за счет энергии, вырабатываемой в самой клетке.
Благодаря экзоцитозу выводятся гормоны, протеины, полисахариды, жировые капли и пр. продукты жизнедеятельности клетки.
Взаимодействие между биологической клеткой и окружающей ее средой обеспечивает:
- поддержание в конкретных пределах концентраций веществ, входящих в ее состав;
- выполнение функций некоторых клеток, например, нервных.
Фагоцитоз и пиноцитоз
При запуске процессов эндоцитоза:
- клеточная мембрана образует «кармашки» (впячивания);
- они втягивают внутрь биологической клетки «капельку» внешней среды;
- «кармашки» отшнуровываются;
- «капелька» начинает дрейфовать по цитоплазме.
«Капелька», оказавшаяся в клетке в результате эндоцитоза, остается окруженной ее мембраной. Затем происходит просачивание ее содержимого через эту пленку тем или иным способом. Такое поглощение твердых частичек называется фагоцитозом и осуществляется посредством клеток-фагоцитов. Если речь идет о жидком материале, то наблюдается пиноцитоз.
Способы «просачивания» через мембрану
Молекулы проникают и в одну и в другую сторону в результате 3-х процессов: активному транспорту, облегченной или простой диффузии.
Направление простой диффузии определяется градиентом концентрации вещества с обеих сторон мембраны. Этим способом в клетку проникает вода, другие мелкие незаряженные молекулы и липидорастворимые вещества.
Большинство питательных веществ попадает в клетки посредством транспортных белков. Они образуют непрерывный протеиновый канал через мембрану.
Существует 2 формы транспортировки:
- Активный транспорт — перенос веществ, растворенных в воде, в направлении обратном градиенту концентрации либо электрохимическому градиенту.
- Облегченная диффузия связана с движением молекул в направлении градиента концентрации. В случае заряженных молекул перенос происходит несколько иначе. На него влияет также мембранный потенциал.
Транспортные протеины бывают:
- переносящими через мембрану лишь одно вещество;
- транспортирующими одно вещество в паре с другим или после переноса другого в том же либо в противоположном направлении.
Процессы, описанные выше, играют важнейшую роль и без них невозможна жизнь биологических организмов. Их изучение продолжается, так как не все механизмы до конца известны.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Источник
