 |
Механизмы транспорта веществ внутрь бактериальной клетки
|
|
|
|
Поступление питательных веществ внутрь бактериальной клетки происходит разными способами. Различают следующие типы переноса питательных веществ из внешней среды в бактериальную клетку:
1. Пассивный перенос (по градиенту концентрации без затрат энергии):
- простая диффузия;
- облегченная диффузия.
2. Активный перенос (против градиента концентрации с затратой энергии с помощью пермеаз):
- активный транспорт;
- транслокация радикалов.
Простая диффузия (осмос ) – это поступление питательных веществ из окружающей среды через клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану в результате разницы концентраций питательных веществ в теле бактериальной клетки и в питательной среде (по градиенту концентрации). При этом концентрация вещества вне клетки выше, чем внутри клетки. Переносимое вещество не взаимодействует с компонентами клеточной мембраны. Процесс осуществляется без затрат энергии. Посредством пассивной диффузии в клетку поступают газы, вода и некоторые ионы, например, ионы натрия (рисунок 17).
 |
Внешняя среда ЦПМ Цитоплазма
Рисунок 17 – Схема простой диффузии.
Облегченная диффузия – это транспорт веществ через клеточную мембрану с помощью белка-переносчика (паромщика) - транслоказы. При этом концентрация вещества в среде превышает его концентрацию в клетке, то есть перенос осуществляется по градиенту концентрации. Процесс идет без затрат энергии. Для микробов примером облегченной диффузии является перенос глицерина (рисунок 18).
 |
Внешняя среда ЦПМ Цитоплазма
Рисунок 18 – Схема облегченной диффузии.
Активный транспорт осуществляется также с помощью белков- переносчиков – пермеаз (лат. permeo – прохожу, проникаю), но с затратой энергии. Энергия необходима для модификации белка-переносчика на внутренней стороне мембраны. Активный транспорт направлен против градиента концентрации и позволяет создать значительную концентрацию вещества внутри клетки при его небольшом количестве в питательной среде. Пермеаза на внешней стороне цито- плазматической мембраны связывается специфически с молекулой субстрата и с помощью АТФ транспортирует ее к внутренней стороне мембраны. На внутренней поверхности мембраны пермеаза высвобождает субстрат в цитоплазму. С помощью активного транспорта в бактериальную клетку поступает основное количество питательных веществ в виде небольших молекул - аминокислоты, некоторые сахара, органические кислоты (рисунок 19).
|
|
|
Внешняя среда ЦПМ Цитоплазма
Рисунок 19 – Схема активного транспорта.
Транслокация радикалов также осуществляется с помощью пермеаз и с затратой энергии. При этом в процессе переноса происходит химическая модификация переносимого вещества. Этим способом переносятся пурины, пиримидины, некоторые сахара (рисунок 20).
Внешняя среда ЦПМ Цитоплазма
Рисунок 20 – Схема транслокации радикалов.
Таким образом, разные питательные вещества транспортируются в бактериальную клетку либо по градиенту концентрации, либо против градиента концентрации, либо с затратой знергии, либо без затрат энергии. Поступив в клетку, питательные вещества вступают в биохимические реакции, в результате которых образуются как источники энергии, так и структурные компоненты клетки.
|
|
|
