УНИПОРТЕ: ТРАНСПОРТ КРОЗ МЕМБРАНЕ, КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Израз унипорт користи се у биологији за опис транспорта појединих молекула у једном правцу кроз ћелијску мембрану и низ њен градијент концентрације (олакшан транспорт).

Ова врста транспорта кроз мембране, која намеће селективну баријеру пропустљивости, претпоставља одржавање више или мање константног унутарћелијског окружења, што омогућава успостављање многих ћелијских функција које зависе од финих молекуларних и енергетских равнотежа.

Репрезентативна шема превоза Унипорте (Извор: Емма Диттмар преко Викимедиа Цоммонс)

Комуникација између ћелија, као и између ћелија и животне средине која их окружује, је суштински процес за живот свих организама и у великој мери зависи од групе трансмембранских протеина познатих као "транспортни протеини".

Ови протеини су одговорни за транспорт оних материја које због своје хемијске природе не могу лако да пређу преко мембрана, као што су јони и у води растворљиви молекули, попут аминокиселина и глукозе.

Треба напоменути да је транспорт ове врсте молекула са или изван ћелије, или из цитосола у лумен органеле, посредован специфичним протеинима транспортера, који могу да "препознају" или идентификују супстрат који морају да транспортују.

Транспорт преко мембрана

Неки аутори сматрају да у ћелијским мембранама постоје три типа транспортера: пумпе, канални протеини и транспортерски протеини.

- Пумпе

Пумпе су протеини који транспортују мале молекуле против градијената концентрације или њиховог електричног потенцијала и користе енергетску силу која долази од хидролизе АТП-а (они су АТПазе). Ови протеини врше оно што се назива „активни транспорт“, јер им је потребна енергија.

- Протеински канали

Канални протеини олакшавају транспорт различитих јона и воде у корист њиховог градијента концентрације или њиховог електричног потенцијала. Састоје се од "канала" формираних од протеина који прелазе мембрану у целој дебљини, кроз коју молекули путују великом брзином.

Постоје протеини канала који су стално отворени, док се други могу затворити, отварајући се за посебне подражаје.

- Транспорт протеина

У протеини носачи представљају класу протеина који олакшава кретање многих јона и молекула преко биолошких мембрана.

Ови протеини директно комуницирају са супстратима које транспортују и таква интеракција ствара конформацијске промене у њиховој структури, тако да је транспорт деликатно селективан и спорији од остале две описане врсте.

Врсте протеинских носача

У научној литератури је уобичајено да се пронађу текстови који се односе на три врсте транспортерских протеина: симпортер, анти-носач и уни-носач.

Симпорт и антиспорт се односе на истовремено кретање две молекуле. То спаја кретање једног од њих са његовим градијентом концентрације или електричним потенцијалом са кретањем другог (или више) у корист његовог градијента (обично јона).

Конкретно, симпорт сарађује са транспортом два молекула у истом правцу, док антиспорт укључује кретање молекула у једном и другом у супротном смеру.

Унипорт је најједноставнија класа транспорта мембране, јер се састоји од транспорта појединог молекула у исто време и фаворизује његов градијент концентрације, па се може рећи да некако олакшава једноставну дифузију.

Уницарриер протеини су, на пример, они попут оних који преносе шећере, аминокиселине и нуклеотиде споља у унутрашњост животињских ћелија.

Неке бактерије, биљке и нижи еукариоти поседују представнике супер породице породичних протеина, чији чланови каталишу и непорт, симпорт и антпорт. Ова супер-породица позната је и као "главни модератор супер-породице".

карактеристике

Уницарриер протеини убрзавају кретање молекула са једне стране плазма мембране на другу.

Ово кретање је енергетски повољно, јер се молекули транспортују у корист њиховог градијента концентрације, односно одакле има „више“ до места где је „мање“. Из тог разлога, унипорт се често сматра неком врстом олакшане дифузије или олакшаног транспорта.

Неке специфичне карактеристике разликују ову врсту превоза:

- Брзина проласка молекула са једне на другу страну, у корист његовог градијента кроз једнокоренски протеин, већа је од оне која би се догодила једноставном дифузијом.

- Као и код свих превоза које катализују превозници (укључујући симпорт и антпорт), и унипорт је специфичан, јер сваки протеин препознаје одређени молекул.

- За разлику од једноставне дифузије, унипорт се јавља на посебним мембранским местима (где се налазе протеински транспортери) и, пошто постоји ограничен број протеина, има максималну брзину, дефинисану бројем транспортера и концентрацијом супстрата који се транспортује.

Врсте

Уницарриер протеини, према Воелферсбергер (1994), могу се класификовати као канали и као превозници или "превозници".

Канали

Као што се може разумети из претходне изјаве, канални протеини потпадају под класификацију једнородних протеина транспортера. Ове врсте протеина су у основи хидрофилне поре (повезане са водом) које прелазе мембрану и кроз које се вода и други раствори могу кретати дифузијом, јер долази у корист њиховог градијента концентрације.

Унутрашњост или лумен сваког протеинског канала је организиран у мембрани на такав начин да је истовремено доступан са обе стране мембране.

Транспортне траке или

Транспортери или носачи су такође трансмембрански протеини који формирају неку врсту канала кроз целу дебљину ћелијских мембрана. Међутим, иако имају места везивања супстрата са обе стране мембране, нису истовремено изложена.

Из тог разлога, превозници могу олакшати кретање у оба смера, као и контратранспорт, док протеински канали не могу.

Примери

Међу најрепрезентативнијим примерима унипорта је случај транспорта глукозе кроз плазма мембрану ћелија сисара. Овај транспорт катализује група протеина позната као ГЛУТ (за акроним на енглеском језику Глуцосе Транспортерс).

Кристална структура ГЛУТ1, преноса глукозе мембране ћелија животињског сисара (Извор: А2-33 преко Викимедиа Цоммонс)

То су трансмембрански протеини састављени од пептидног ланца који прелази плазма мембрану најмање 12 пута и који има места везивања глукозе и споља и изнутра.

Ова врста протеина има две конформације, једну када није везана за глукозу и другу када је везан за њу. Конформационе промене ових протеина су реверзибилне и случајне и зависе од везивања глукозе.

Уз то, катализују транспорт у оба смера, у зависности од концентрације глукозе на једној или другој страни мембране.

Референце

1. Албертс, Б., Јохнсон, А., Левис, Ј., Морган, Д., Рафф, М., Робертс, К., и Валтер, П. (2015). Молекуларна биологија ћелије (6. изд.). Нев Иорк: Гарланд Сциенце.
2. Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Калифорнија, Криегер, М., Бретсцхер, А., Плоегх, Х., … Мартин, К. (2003). Молекуларна ћелијска биологија (5. изд.). Фрееман, ВХ & Цомпани.
3. Беавис, АД, Верцеси, АЕ (1992). Униј аниона у митохондријама биљака посредује анионски канал унутарње мембране с Мг2 +-неосјетљивим. Часопис за биолошку хемију, 267 (5), 3079-3087.
4. Волферсбергер, МГ (1994). Унипортери, симпортери и антипортери. Часопис за експерименталну биологију, 196, 5–6.
5. Какуда, ДК и МацЛеод, ЦЛ (1994). На + - неовисан транспорт (унипорт) аминокиселина и глукозе у ћелијама сисара. Часопис за експерименталну биологију, 196, 93-108.
6. Маргер, МД, и Саиер, МХ (1993). Главна супер-породица трансмембранских олакшица који катализирају унипорт, симпорт и антипорт. Трендови биохемијских наука, 18 (1), 13–20.
7. Бонифацино, ЈС и Липпинцотт-Сцхвартз, Ј. (2003). Протеински омотачи: обликовање транспорта мембране. Прегледи природе, 4 (мај), 409–414