Loeng 10 Membraantransport 1. Membraantranspordi termodünaamika 2. Passiivne transport: difusioon 3. Vahendatud passiivne transport: poorid, kandjad 4. Aktiivne transport: primaarne, sekundaarne Membraantranspordi termodünaamika Lahuses membraaniga eraldatud kotike (rakk) mis ei sea takistust antud aine liikumisele. Aine kontsentratsioon väljas Cout ja sees Cin. Liikumisega Cout Cin kaasnev vabaenergia muutus on antud seosega: G = RT ln(Cin/Cout) Tasakaaluolekus G = 0 ja Cout = Cin Tasakaaluolek (G = 0) võib erineda olukorrast Cout = Cin juhul kui: 1. Membraanil esineb membraanpotentsiaal ja transporditav aine on laenguga 2. Membraantranspordiga on ühendatud mingi teine protsess mida iseloomustab G ` 3. Rakus sees toimub transporditava aine modifitseerimine või sidumine Passiivne transport: difusioon Passiivse transpordi aluseks on molekulide soojusliikumisest tingitud juhuslik liikumine läbi membraani...
1. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel difusiooniga seotud vabaenergia muutuse ja kontsentratsiooni gradiendi (aine kontsentratsioon rakus sees jagatud aine kontsentratsioon rakust väljas). G = RTln 2. Aine A liigub rakku passiivse difusiooni teel. Milline on difusiooniga seotud vabaenergia muutus olukorras, kus aine A kontsentratsioon rakus ja rakuvälises keskkonnas on võrdne. a) ei saa öelda b) 0 c) negatiivne d) positiivne 3. Millise ühendi passiivne difusioon läbi rakumembraani on kõige aeglasem ja millise kõige kiirem? (erinevad ühendid) a) glükoos b) H2O c) Na+ Na aeglane H2O kiire Kiiresti hüdrofoobsed ained O2; H2O; EtOH jne Kõige aeglasemad ioonid 4. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel difusiooniga seotud vabaenergia muutuse ja kontsentratsiooni gradiendi (aine kontsentratsioon rakus sees jagatud aine kontsentratsioon rakust väljas) ning arvestab ka membraanpotentsiaali. G = RTln + ZFoutin Z laengute arg F = 9650...
häired Makroelemendid Element Ca K Cl Na Mg Kaltsium Kaalium kloor naatrium magneesium Biofunktsioon Luude ja hammaste Membraani Osmoregulatsioon, Membraanipotsentsiaali Ensüümide kofaktor, koostises, lihaste potsentsiaali tekitamine, membraantransport säilitamine, DNA/RNA/valgu kontraktsioon, vere säilitamine, ensüümide osmoregulatsioon, süntees, hüübimine aktivatsioon, vere happealustasakaal, biomembraanide osmolaarsuse veevahetus, stabiliseerimine
suurendab ka kaltsiumi deponeerumist hambakudedes. Fluor pidurdab suhkrute muutumist suus orgaanilisteks hapeteks. Seega fluor kaitseb hambaemaili. suurendab organismi kiiritustaluvust. Peamised fluori sisaldavad produktid on merekalad, meretaimed, juust, loomaliha, tee, kapsas, must aroonia, roheline sibul, täisteraviljatooted. Kloor- Cl Koostöös kaaliumi ja naatriumi ioonidega tagatakse: osmoregulatsioon; happe-leelistasakaal (kuulumata puhversüsteemidesse); membraantransport (s.h. ka imendumine) vedelike liikumine verest rakku ja vastupidi; rakkude normaalne membraanipotentsiaal. Kloori-ioonid on hädavajalikud soolhappe sünteesiks maos. Kloor imendub peensoolest. Koos NaCl tarbimisega lahendub ka kloori vajadus. Kloori oletatav ööpäevane vajadus täiskasvanud inimese jaoks on umbes 0,7...5,1g. Kloor väljutatakse organismist peamiselt uriini ja higiga. Tema defitsiidi sümptomid on kasvupeetus, lihaskrambid, vaimne apaatia, nõrgenenud
raskesti paranevad luumurrud, südame rütmihäired, suhkrutõbi jt NB! Magneesiumi manustamine hõlbustab B-kompleksi ja vit E-ja vitamiini C omastamist rakkude poolt. Ületarbimisel kõht läheblahti. EI LADESTU. KLOOR RDA kogus mg -10aastasel 700-1400 mg, 11-24a 1400-4600 mg. Organismis on kloor rakuväise lokalisatsiooniga. Koos naatriumi ja kaaliumiga tagatakse osmoregulatsioon, happe-leelistaskaal, membraantransport, vedelike liikumine ja mambraani potensiaal. Maos sünteesitakse Cl ioonist soolhape. Kloori allikaks on keedusool. Ületarbimisel Nõrkus ja segasus seisund. Basseini vees olev kloor imendub ja (vanasti ka joogi vees) lammutab vitamiin E. Hävitab ka seedetraktis palju mikroorganisme. Lisamanustamine on õigustatud kõhulahtisuse ja oksendamise puhul. Ka põletuste puhul. Mikromineraalide saamiseks peaks sööma mune, punast liha, ube, peterselli, küüslauku,
kaaliumiga koos) K- Asub raku sees, tagab raku normaalse ainevahetuse, annab rakkudele laengu, reguleerib närviimpulsside teket ning edasikandumist, reguleerib ainete transporti rakku ja rakust välja. (Töötab naatriumiga koos) Mg- Asub luudes ja lihastes. Osaleb nukleeinhapete ja valkude sünteesil ja reguleerib südamelihase tööd. Taimedes asub klorofülli molekulis ning taime kestades. Cl- Koos Na ja K tagab osmoregulatsioon, membraantransport, vedelike liikumine verest rakku ja vastupidi, ning on vajalik soolhappe sünteesiks maos. I Osaleb kilpnäärme töös ning kilpnäärme hormoonide ja valkude sünteesis. Sellest sõltub väikelaste kasv ja areng, organismi ainevahetuse kiirus. 3.Kirjelda vee ülesandeid Vesi on rakkude sisekeskkond ja täidab rakuvaheruumi Vesi osaleb keemilistes reaktsioonides. Vesi transpordib aineid Vesi tagagb raku siserõhu Veekeskkond tagab rakkudes keemiliste reaktsioonide toimumise.
vereringe reguleerijaks; · osaleb ensümaatilistes reaktsioonides ja organismi kohanemisel külmaga jt. KLOOR Kloori on 70 kg kaaluvas inimeses 100 105 g. Kloor on inimorganismi keskne anioon, biofunktsioonid haakuvad naatriumi ja kaaliumi omadega: · Osmoregulatsioon · Hape-alustasakaal · Membraantransport · Membraanipotentsiaal Oluline soolhappe sünteesil maos. (HCl) ESSENTSIAALSED MIKROBIOELEMENDID (MIKROMINERAALID) Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As Kindlate funktsioonidega ja eluks hädavajalikud mikrobioelemendid, mis kuuluvad enamasti ensüümide, hormoonide, liitvalkude, vitamiinide koostisse. · Bioaktiivsete ainete ehituses/talitluses osalemise tõttu avalduvadki nende mikrobioelementide vaegused tõsiste haigustena. Haigusi põhjustab ka kestev
Kordamisküsimused (membraantransport, ensüümid, vitamiinid, regulatsioon) 1. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel difusiooniga seotud vabaenergia muutuse ja kontsentratsiooni gradiendi (aine kontsentratsioon rakus sees jagatud aine kontsentratsioon rakust väljas). dG=RTln(Cin/Cout) 2. Aine A liigub rakku passiivse difusiooni teel. Milline on difusiooniga seotud vabaenergia muutus olukorras, kus aine A kontsentratsioon rakus ja rakuvälises keskkonnas on võrdne. Positiivne
terviklikud biobarjäärid 2. ebasobiv keskkond (hammeline maosisu, sapp) 3. loomulik konkurents mikroobikoosluste poolt 4. palavik 5. tõvestavate bakterite isolatsioon nt tuberkuloosikolde lunjastumine kopsus 6. väljauhtumine kehast nt kõhulahtisus, süljevool 7. aktiivkaitse antikehad ja õgirakkude näol Membraansüsteem päristuumses rakus Rakumembraan - vedelik-mosaiikne membraanimudel (JOONIS!) Rakumembraani funktsioonid: membraantransport ei vaja energiat nt difusioon-ainete liikumine kõrgemalt konsentratsioonilt madalamale näiteks gaaside difusioon kopsudes või teine näide lõhnade tajumine osmoos-lahuste liikumine lahjemast lahusest kangemasse konsentratsioonide ühtlustumiseni (JOONIS) osmoosil rajaneb veel imamine mullast juurekarvadel, inimestel hõlbustatud difusioon-ainete ülekanne kõrgemalt konsentratsioonist madalemale ilma energiata kandja valkude abil
protsess. 93. Kus võib membraanidega ühendatud sahhariide kõige suurema tõenäosusega kohata? a)plasmamembraani välisküljel b)plasmamembraani siseküljel c)tuumamembraani välisküljel 94. 95. Kas valgu membraani läbiv osa on rikas: a)hüdrofoobsete aminohappejääkide poolest b)hüdrofiilsete aminohappejääkide poolest c)disulfiidsildade poolest membraantransport, ensüümid, vitamiinid, regulatsioon NB!>siit alates on tegijaid 20, paluks arvesse võtta 1. Kirjutage võrrand, mis seob omavahel difusiooniga seotud vabaenergia muutuse ja kontsentratsiooni gradiendi (aine kontsentratsioon rakus sees jagatud aine kontsentratsioon rakust väljas). G=RTln(Cin/Cout) 2. Aine A liigub rakku passiivse difusiooni teel. Milline on difusiooniga seotud vabaenergia muutus olukorras, kus aine A
moodustada klastreid. Membraanivalgud · Perifeersed ehk välimised valgu - on harilikult globullaarsed, kinnituvad membraani integraalsetele valkudele nõrkade jõudude abil. Neid on kerge membraanilt dissotseerida. · Integraalsed ehk sisemised valgud on tugevasti kinnitunud lipiidi kaksikkihti. Membraanist võimalik eraldada ainult membraani denatureerides. Võivad olla transmembraansed või ainult olla ühes lipiidikihis. · Lipiid-ankurdatud valgud Membraantransport Väikesed apolaarsed ained lahustuvad membraani lipiidses kaksikkihis ning suudavad membraani iseseisvalt läbida. Polaarsed ja laetud ühendid ning ioonid vajavad membraanvalkude abi. · Passiivne difusioon transporditavad osakesed liiguvad õrgemalt kontsentratsioonilt madalama kontsentratsiooni poole. · Soodustatud difusioon lahustunud ained saavad liikuda ainult termodünaamiliselt eelistatud suunas, kuigi G<0, vajavad valkude abi
valkudes või lipiidides ja reeglina plasmamembraani välispinnal. Biomembraanide üldomadusi: 1. Asümmeetrilisus (sise- ja välispind pole identsed). 2. Voolavus (membraanid on dünaamilised struktuurid, st kaksikkihi stabiilsuse juures võivad üksiklipiidid ja valgud membraanis migreeruda). 3. Valikuline läbitavus ja transport (valikulise läbitavuse määrab sisuliselt lipiidne kaksikkiht, transpordi aga membraanivalgud). Membraantransport tagab toitainete imendumise, raku elutegevuseks vajalike ainete võtmise verest, spetsialiseeritud rakkudes toodetud biomolekulide väljutamise, metaboolsete lõpp-produktide väljutamise rakust. Lihtdifusioon: aine liikumine läbi biomembraani madalama kontsentratsiooni suunas osmootse jõu tõttu. Puudub kandja- ja energiavajadus. H2O, O2, CO2, N, NH4 Passiivtransport jaguneb: kergendatud difusioon ( aine seostumine valktransporteriga), vahendaja abil, ioonkanalite abil.
1. Asümmeetrilisus (sise- ja välispind pole identsed- membraan kontrollib läbilaskvust). 2. Voolavus (membraanid on dünaamilised struktuurid, st kaksikkihi stabiilsuse juures võivad üksiklipiidid ja valgud membraanis migreeruda). 3. Valikuline läbitavus ja transport (valikulise läbitavuse määrab sisuliselt lipiidne kaksikkiht, transpordi aga membraanivalgud). Membraantransport tagab toitainete imendumise, raku elutegevuseks vajalike ainete võtmise verest, spetsialiseeritud rakkudes toodetud biomolekulide väljutamise, metaboolsete lõpp-produktide väljutamise rakust. Membraan kontrollib ainevahetust. Lihtdifusioon: aine liikumine läbi biomembraani madalama kontsentratsiooni suunas osmootse jõu tõttu. Puudub kandja- ja energiavajadus. H2O, O2, CO2, N, NH4
Süsivesikud esinevad oligosahhariidjääkidena valkudes või lipiidides ja reeglina plasmamembraani välispinnal. Biomembraanide üldomadusi: 1. Asümmeetrilisus (sise- ja välispind pole identsed). 2. Voolavus (membraanid on dünaamilised struktuurid, st kaksikkihi stabiilsuse juures võivad üksiklipiidid ja valgud membraanis migreeruda). 3. Valikuline läbitavus ja transport (valikulise läbitavuse määrab sisuliselt lipiidne kaksikkiht, transpordi aga membraanivalgud). Membraantransport tagab toitainete imendumise, raku elutegevuseks vajalike ainete võtmise verest, spetsialiseeritud rakkudes toodetud biomolekulide väljutamise, metaboolsete lõpp- produktide väljutamise rakust. Lihtdifusioon: aine liikumine läbi biomembraani madalama kontsentratsiooni suunas osmootse jõu tõttu. Puudub kandja- ja energiavajadus. H2O, O2, CO2, N, NH4 Passiivtransport jaguneb: kergendatud difusioon ( aine seostumine valktransporteriga), vahendaja abil, ioonkanalite abil.
organismis. Mg2+- oluline roll energia tootmisel (oluline komponent ATP ja valkude molekulides), hapnikutarbimise, kesknärvisüsteemi funktsioneerimisega, elektrolüütide tasakaalu, glükoosi ainevahetuse ja lihaste aktiivsusega, sh ka südamelihasega. oluline element rakumembraani ehitamisel Cl--osmoregulatsioon(kehavedelikes lahustunud ainete sisalduse reguleerimine); happe-leelistasakaal (kuulumata puhversüsteemidesse); membraantransport (s.h. ka imendumine) ja vedelike liikumine verest rakku ja vastupidi; rakkude normaalne membraanipotentsiaal. Kloori-ioonid on hädavajalikud soolhappe sünteesiks maos. Essentsiaalsed mikrobioelemendid: Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, jne. (näiteid funktsioonidest õppige näiteks 5-6 ära) Fe- paljud ensüümid rauda kofaktorina, kus nende funktsioneerimine baseerub raua oksüdatsiooniastme muutusel. On vajalik hemoglobiinis hapniku transpordiks
Vee transport blokeerib, vedeliku sammas katkes kavitatsioon. 23. Caspary triibud sisaldavad millist polümeerset ühendit? suberiini Kus Caspary triibud paiknevad ja milline on nende tähtsus Paiknevad ümber endotermi rakkude. Tagavad molekulide selektiivsuse. Suberiini sisalduse tõttu ei saa vesi liikuda apoplastis, vaid peab sisenema rakku. Endotermi tasandil toimub kontroll, millised vees lahustunud ühendid sisenevad rakkudesse ja millised mitte, sest membraantransport on membraanivalkude poolt kontrollitav protsess. Kui taimel on lisaks olemas ka ektoderm, siis sellel tasemel toimub ka kontroll. 24. Kirjutage atmosfääri veepotentsiaali arvutamise valem koos tähistuste selgitusega. 25. Kirjutage Van't Hoffi võrrand ................................ koos tähiste selgitusega 26. Leida 1M glükoosi lahuse osmootne rõhk kui P=0, R=0,082 L atm/mool K, temperatuur 27oC, i= 1 27
· Lihased: lihasööjabakter, teetanus · Meeleelundid: keskkõrvapõletik, odraiva Kaitse bakterhaiguste eest: · Terviklikud biobarjäärid · Ebasobiv keskkond · Loomulik konkurents mikroobi koosluste poolt · Palavik · Tõvestavate bakterite isolatsioon (nt. tuberkuloosi kolde lubjastumine kopsus) · Väljauhtumine kehast (kõhulahtisus) · Aktiivkaitse Membraansüsteem Rakumembraan vedelik-mosaiikne Rakumembraani funktsioonid: 1) Membraantransport: a) Ei ole vaja energiat: · Difusioon Ainete liikumine kõrgemalt kontsentratsioonilt madalamale (nt lõhnade tajumine) · Osmoos Lahusti liikumine lahjemast kangemasse lahusesse kontsentratsioonide ühtlustuseni · Hõlbustatud difusioon Kõrgemalt kontsentratsioonilt madalamale kandjavalkude abil b) Vajab energiat: Aktiivtransport Ainete ülekanne madalamalt
selle arvelt. 20. Seletage modifitseerimise kaudu toimiva transpordi põhimõtet. Rakku kas passiivse või vahendatud passiivse difusiooni kaudu sisenenud molekuliga toimub keemiline modifitseerimine nii, et see molekul ei ole enam võimeline rakumembraani läbima ja rakust väljuma. Selle tulemusena hakkab rakus sees akumuleeruma (kuhjuma) modifitseeritud molekul. Sellist meetodit kasutavad paljud bakterid just erinevate suhkrute importimiseks rakku. (Membraantransport lk 9) 21. Paljud bakterid kasutavad glükoosi transportimiseks rakku transpordiga paralleelselt toimuvat glükoosi fosforüleerimist. Kas tegemist on: a) aktiivse transpordiga b) passiivse difusiooniga c) vahendatud passiivse difusiooniga 22. Millised väited on õiged? Katalüsaator: a) kiirendab keemiliste reaktsioonide toimumist b) suurendab reaktsiooni kiiruskonstanti c) suurendab reaktsiooni tasakaalukonstanti d) muudab reaktsiooni termodünaamiliselt soodsamaks
· passiivne difusioon läbi fosfolipiidse kaksikkihi. 2. Aktiivne transport - selektiivne ja küllastatav, nõuab energiat. Sarnased ained võivad võistelda spetsiifilise membraanis oleva kandevmolekuli pärast. Kaks põhimehhanismi: · Lihtne aktiivne transport. Transporditav molekul läbib membraani kompleksis spetsiifilise membraani pinnal oleva kandemolekuliga. Võib esineda küllastumine ning inhibeerimine metabolismi mürkidega. Selline membraantransport on tavaliselt spetsiifiline endogeensete -ja toitainete jaoks, aga selliselt võivad rakku sattuda ka nende analoogid ning sarnased molekulid või ioonid. Nii absorbeeritakse maost Pb ioonid. Oluline ka toksiliste ainete ellimineerimisel; · Endotsütoos. Alamliigid fagotsütoos ja pinotsütoos. Esimene on suurte osakeste (mikroorganismid, surnud rakkude osad jne.) ja teine lahustunud makromolekulide rakku sissevõtmine vesiikulite abil. KOW
seonduvad RNAga, ta transpordib mRNA tuumast välja. Nad osalevad transkriptsioonil ja posttranskriptsioonilisel RNA modifikatsioonil, sh splaissimisel, mRNA stabiliseerimisel ja transkriptsiooni ja translatsiooni reguleerimisel. 8. Mille poolest erineb tuuma impordi mehhanism teistest membraantranspordi mehhanismidest. Tuuma impordi mehhanismil on tuumalokalisatsioonisignaal NLS ja transpordifaktor importiin. Vesikulaartransport on muu membraantransport – molekul mida transporditakse pakitakse vesiikulisse, mis transporditakse mööda aktiinifilamente membraani kaudu välja. 9. Kromatiini pakkimine, mõranenud gloobulid, kromosoomi territooriumid. Kromatiini pakkimises eristatakse mitmeid astmeid: 1) DNA keerdumine ümber histoonide 2) Pärlikee struktuur e 10nm fiiber 3) 30 nm fiibri struktuur 4) Lokaalsed gloobulid 5) Kromosoomid – mitoosi käigus pakkimine
raskesti paranevad luumurrud, krooniline oksendamine, epilepsia, artriit, psoriaas, jämesoolepõletik, diabeet, kalduvus neerukivide tekkeks, vaimse arengu peetus. Magneesiumi manustamine hõlbustab B-kompleksi vitamiinide, ning vitamiinide E ja C omastamist ja kasutamist rakkude poolt. Kloor Kloori biofunktsioonid haakuvad naatriumi ja kaaliumi omadega. Koostöös nende ioonidega tagatakse: osmoregulatsioon; happe-leelistasakaal (kuulumata puhversüsteemidesse); membraantransport (s.h. ka imendumine) ja vedelike liikumine verest rakku ja vastupidi; rakkude normaalne membraanipotentsiaal. Kloori-ioonid on hädavajalikud soolhappe sünteesiks maos. Kloor imendub peensoolest. Koos NaCl tarbimisega lahendub ka kloori vajadus. Kloori oletatav ööpäevane vajadus täiskasvanud inimese jaoks on umbes 0,7...5,1g. Kloori lisamine joogiveele on tekitanud vastukäivaid arusaamu. Nüüdisajal on selge, et joogivees olev Cl
annaabi.ee 
