ناقلة

مقارنة بروتينات النقل

الناقل المتزامن هو بروتين غشائي متكامل يشارك في نقل جزيئين (أو أكثر) مختلفين عبر غشاء الخلية في نفس الاتجاه. يعمل الناقل المتزامن في الغشاء البلازمي ، حيث تُنقل الجزيئات عبر غشاء الخلية في الوقت نفسه، ولذلك يُصنف كنوع من النواقل المشتركة . يُطلق عليه اسم الناقل المتزامن لأن الجزيئات تتحرك في نفس الاتجاه بالنسبة لبعضها البعض. وهذا على عكس الناقل المضاد . عادةً، تتحرك الأيونات وفقًا لتدرج التركيز الكهروكيميائي، مما يسمح للجزيئات الأخرى بالتحرك عكس تدرج التركيز. تُعرف حركة الأيونات عبر الغشاء بالانتشار المُيسر ، وهي مُقترنة بالنقل النشط للجزيئات. في النقل المتزامن، يتحرك جزيئان في اتجاه مُتشابه وفي الوقت نفسه. على سبيل المثال، حركة الجلوكوز مع أيونات الصوديوم. يستغل هذا الأسلوب الحركة الصاعدة للجزيئات الأخرى من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي، وهو ما يتعارض مع التدرج الكهروكيميائي لنقل جزيئات المذاب من التركيز الأعلى إلى التركيز الأدنى.

أمثلة

روبرت ك. كرين ورسمه التخطيطي لناقل الصوديوم والجلوكوز المشترك

ينقل ناقل الصوديوم والجلوكوز SGLT1 الموجود في ظهارة الأمعاء أيونات الصوديوم (Na + ) والجلوكوز عبر الغشاء اللمعي للخلايا الظهارية ليتم امتصاصها في مجرى الدم. وهذا هو أساس العلاج بالإماهة الفموية . فلو لم يكن هذا الناقل موجودًا، لما استطاعت قنوات الصوديوم الفردية وناقلات الجلوكوز الأحادية نقل الجلوكوز عكس تدرج التركيز إلى مجرى الدم.

ينقل الناقل المشترك Na + /K + /2Cl- الموجود في عروة هنلي في الأنابيب الكلوية أربعة جزيئات من ثلاثة أنواع مختلفة: أيون الصوديوم (Na + )، وأيون البوتاسيوم (K + )، وأيونان من الكلوريد (2Cl- ) . وتؤثر مدرات البول العروية، مثل فوروسيميد ( لازيكس)، على هذا البروتين.

تستخدم اللافقاريات البحرية ناقلات مشتركة لنقل المواد ضد التدرجات الكيميائية القوية. يتم امتصاص الأحماض الأمينية والسكريات من مياه البحر في وجود الصوديوم خارج الخلية، ويتم ذلك بواسطة مضخة Na + /K + -ATPase. [ 1 ]

في جذور النباتات ، تُعدّ ناقلات H + /K + المتزامنة عضوًا واحدًا فقط من مجموعة ناقلات متزامنة/مضادة تسمح تحديدًا بمرور أيون هيدروجين واحد مشحون (يُعرف عادةً بالبروتون) وأيون بوتاسيوم واحد مشحون . تُساهم هذه المجموعة من النواقل في تنظيم الجهد الكيميائي الأسموزي داخل الخلية. في البداية، يُضخّ أيون الهيدروجين (H +) إلى المنطقة خارج الجذر بواسطة إنزيم H + -ATPase . يُنتج هذا التغيير في كلٍّ من الرقم الهيدروجيني وتدرج الجهد الكهروكيميائي بين داخل الخلية وخارجها قوة دافعة للبروتونات ، حيث تميل البروتونات بشكل طبيعي إلى التدفق عائدةً إلى منطقة التركيز المنخفض والجهد الأقرب إلى الصفر، بعد أن كانت في منطقة ذات تركيز عالٍ من البروتونات الموجبة الشحنة.

يعود ذلك لسببين. أولهما، أن المواد في الطبيعة تميل إلى الانتقال من مناطق التركيز العالي إلى مناطق التركيز المنخفض، كما يتضح عند وضع قطرة من ملون الطعام في كوب من الماء. فهي لا تتجمع، بل تبدأ بالانتقال من المناطق ذات التركيز العالي (المناطق الملونة) إلى المناطق ذات التركيز المنخفض (المناطق الشفافة). ثانيهما، أن مجموعات كبيرة من الجسيمات ذات الشحنة الموجبة أو السالبة تتنافر فيما بينها بشكل طبيعي. ويتضح ذلك عند محاولة تقريب قطبي مغناطيس موجبين أو سالبين. وبحسب قوة المغناطيس، قد يكون التنافر شديدًا لدرجة يستحيل معها تقريب المغناطيسين إلا باستخدام آلات. وتؤدي قوة دافعة البروتونات شغلًا على النظام عن طريق إعادة الأيونات إلى بشرة الجذر أو سطح شعيرة الجذر مع البروتونات. من سطح واجهة التربة/الجذر، تسمح ناقلات محددة، مثل ناقلات H+/K+ المشتركة، للأيونات المحددة بالدخول إلى الخلية والخروج من البلازموديزما/الناقلات المشتركة/الناقلات المضادة لجانب الخلية المواجه بعيدًا عن التربة، بحيث يمكن للعنصر الأساسي أن يشق طريقه إلى أعلى النبات إلى المنطقة التي يحتاجها حتى يتمكن من تزويد النبات بالعناصر الغذائية المهمة والضرورية لنمو النبات وبلوغه مرحلة النضج.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ويلمر، بات (2009). علم وظائف الأعضاء البيئية للحيوانات . وايلي-بلاك ويل.