9 Sınıf Biyoloji Aktif Taşıma Konu Anlatımı

9 sınıf biyoloji aktif taşıma konu anlatımı

If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *seafoodplus.info ve *seafoodplus.info adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Elektrokimyasal potansiyel ve zar potansiyeli. Birincil ve ikincil aktif taşıma. Na+/K+ pompası.

Pasif taşıma molekülleri hücre içine veya dışına taşımak için mükemmel bir stratejidir. Ucuzdur, kolaydır ve hücrenin yapması gereken tek şey, orada oturup moleküllerin içeri girmesine izin vermektir. Fakat bu her durumda işe yaramaz. Örneğin, glikozun hücre içinde, hücre dışına oranla daha yoğun olduğunu varsayalım. Eğer hücrenin metabolik ihtiyaçlarını karşılamak için daha fazla şekere ihtiyacı varsa, o şekeri nasıl hücre içine alabilir?

Bu durumda hücre, difüzyon kullanarak glikozu hiç bir karşılık beklemeden dışarıdan içeriye alamaz. Çünkü glikoz, doğal olarak içeriye doğru hareket etmek yerine dışarıya doğru yayılmak isteyecektir. Hücre, glikoz moleküllerini içeriye almak için bunun yerine aktif taşıma yapmak zorundadır. Aktif taşımada hücre, pasif taşımadan farklı olarak, bir maddenin derişim (konsantrasyon) gradyanına (farkına) karşı hareket etmesi için enerji (örneğin ATP formunda) harcar.

Bu bölümde, hücre zarlarında bulunan moleküllerin gradyanlarını, taşımaya nasıl yardımcı olabileceklerini veya engelleyebileceklerini ve aktif taşıma mekanizmalarının moleküllerin gradyanlarına karşı hareket etmesine nasıl izin verdiklerini daha ayrıntılı bir şekilde inceleyeceğiz.

Elektrokimyasal gradyanlar

Bir maddenin bir bölge üzerinde veya bir zarın zıt tarafında farklı derişimlerde bulunduğu basit konsantrasyon (derişim) gradyanlarını daha önce incelemiştik. Bununla birlikte, atomlar ve moleküller iyonlar oluşturup pozitif veya negatif elektrik yükleri taşıyabileceğinden, bir hücre zarında elektriksel bir derişim veya yük farklılığına da sebep olabilirler. Canlı hücreler, hücre zarlarında bir elektriksel potansiyel farkı (voltaj) olarak tanımlanabilecek bir (zar) potansiyeline sahiptirler.

Yüklerin boşlukta net bir şekilde ayrı oldukları her durumda bir elektrik potansiyel farkı oluşur. Bir hücre söz konusu olduğunda, pozitif ve negatif yükler, hücre zarının bariyeri ile ayrılır; hücrenin iç kısmı, dışına göre ekstra negatif yüklere sahiptir. Tipik bir hücrenin zar potansiyeli ila milivolt olup, eksi işareti hücrenin iç kısmının dışına göre daha negatif olduğunu gösterir1start superscript, 1, end superscript. Hücre bu zar potansiyelini aktif bir şekilde korur, potansiyelin nasıl oluştuğunu sodyum-potasyum pompası bölümünde daha ayrıntılı bir şekilde göreceğiz.

Zar potansiyelinin iyon hareketini nasıl etkileyebileceğine bir örnek olarak, sodyum ve potasyum iyonlarını ele alalım. Genel olarak bir hücrenin içi, çevresindeki hücre dışı sıvıdan daha yüksek bir potasyum yoğunluğuna (K+start superscript, plus, end superscript) ve daha düşük bir sodyum (Na+start superscript, plus, end superscript) yoğunluğuna sahiptir.

Sodyum iyonları bir hücrenin dışındaysa, hem derişim (konsantrayon) gradyanına (hücre içindeki Na+start superscript, plus, end superscript'nın konsantrasyonunun daha düşük olması) hem de zardaki voltaja (hücre zarı içindeki daha negatif yüke) bağlı olarak hücrenin içine girme eğiliminde olacaklardır.
K+start superscript, plus, end superscript pozitif olduğundan, zar üzerindeki voltaj hücrenin içine hareketi destekler, ancak derişim gradyanı, onu hücrenin dışına itme eğiliminde olur (düşük yoğunluk bölgesine doğru). Zarın iki tarafındaki potasyumun nihai yoğunlukları, bu karşıt güçler arasında bir denge sağlayacaktır.

Bir iyonun hareketini etkileyen konsantrasyon (derişim) gradyanı ve voltaj kombinasyonu elektrokimyasal gradyan olarak adlandırılır.

Aktif taşıma: Bir gradyana karşı hareket etme

Bir hücrenin maddeleri konsantrasyon veya elektrokimyasal gradyanlara karşı taşıması için enerjiyi kullanması gerekir. Aktif taşıma mekanizmaları, sadece canlı hücrelerdeki doğru iyon ve molekül konsantrasyonlarını korumak için enerji (genellikle ATP şeklinde) harcar. Aslında, hücreler metabolizmada elde ettiği enerjinin çoğunu aktif taşıma süreçlerini devam ettirmek için harcamaktadır. Örneğin, bir kırmızı kan hücresinin enerjisinin çoğu çevredeki ortamdan farklı olan dahili sodyum ve potasyum düzeylerini korumak için kullanılır.

Aktif taşıma mekanizmaları iki kategoriye ayrılabilir. Birincil aktif taşımada, bir molekülün kendi gradyanına karşı bir zar boyunca taşınması için doğrudan bir kimyasal enerji kaynağı (örneğin, ATP) kullanır. Öte yandan, ikincil aktif taşıma (eş taşıma), moleküllerini gradyanlarına karşı taşımak için bir enerji kaynağı olarak aktif taşıma yoluyla üretilen bir elektrokimyasal gradyan kullanır ve bu nedenle ATP gibi doğrudan bir kimyasal enerjiye ihtiyaç duymaz. Aktif taşımanın her bir türünü daha ayrıntılı olarak aşağıda inceleyeceğiz.

Hayvan hücrelerindeki en önemli pompalardan biri, Na+start superscript, plus, end superscript'yı hücreden dışarı, K+start superscript, plus, end superscript'yı da hücrenin içine taşıyan sodyum-potasyum pompasıdır. Taşıma işlemi ATP'yi enerji kaynağı olarak kullandığından, birincil aktif taşıma örneği olarak kabul edilmektedir.

Sodyum-potasyum pompası, canlı hücrelerdeki Na+start superscript, plus, end superscript ve K+start superscript, plus, end superscript derişiminin doğru bir düzeyde kalmasını sağladığı gibi, hayvan hücrelerindeki hücre zarı boyunca gerilimin oluşmasında da önemli bir rol oynar. Zar voltajlarının oluşturulması ve korunmasında rol alan bu tür pompalar elektrojenik pompalar olarak bilinirler. Bitkilerdeki birincil elektrojenik pompa, sodyum ve potasyum yerine hidrojen iyonlarını (H+start superscript, plus, end superscript) pompalayan pompadır2,3start superscript, 2, comma, 3, end superscript.

Sodyum-potasyum pompa döngüsü

Sodyum-potasyum pompası, konformasyonel (şekil) değişikliklerin yinelenen bir döngüsü içinde sodyumun hücre dışına, potasyumun da hücre içine taşınmasını sağlar. Her döngüde, üç sodyum iyonu hücreden çıkarken, iki potasyum iyonu içeri girer. Bu işlem aşağıdaki adımlarda gerçekleşir:

Başlangıçta, pompa hücrenin iç kısmına doğru açıktır. Bu şekildeyken, pompa sodyum iyonlarını bağlar ve bunlardan üçünü alır.
Sodyum iyonları bağlandığında, pompayı ATP hidrolizi (ATP'nin parçalanması) için tetikler. ATP'den bir fosfat grubu pompaya bağlanır ve daha sonra pompa, fosforlanmış olarak adlandırılır. Yan ürün olarak ADP açığa çıkar.
Fosforilasyon (fosforlanma), pompanın şekil değiştirmesini sağlar ve kendisini yeniden konumlandırarak hücre dışı alana doğru açılır. Bu yapıda, pompa artık sodyumlu iyonlara bağlanmaz, bu yüzden de üç sodyum iyonu hücrenin dışında serbest bırakılır.
Pompa, dışa doğru bakan şeklindeyken, ilgisini değiştirir ve potasyum iyonlarına olan ilgisi artar yani onlara bağlanmak ister. Bu iyonlardan iki tanesini bağlar ve bu da, adım 2'de pompaya bağlanan fosfat grubunun ayrılmasını tetikler.
Pompa, fosfat grubu ayrıldığında, hücrenin iç kısmına doğru açılan orijinal haline geri dönecektir.
Pompa, içe dönük şeklindeyken potasyum iyonlarına olan ilgisini kaybeder, bu sebeple iki potasyum iyonu sitoplazmaya bırakılır. Pompa artık 1. adımda olduğu yere geri döner ve döngü tekrar başlayabilir.

Bu, karmaşık bir döngü gibi görünse de, proteinin iki şekli arasında ileri-geri gidişinden ibaret olan bir süreç. Sodyum ilgisi yüksek (potasyum ilgisi düşük), içe bakan bir şekil ve potasyum ilgisi yüksek (sodyum ilgisi düşük) sahip dışa bakan bir şekil. Protein, bu şekiller arasında, bir fosfat grubunun eklenmesi ya da çıkartılması ile ileri geri hareket edebilir ve bu da, taşınacak iyonların bağlanmasıyla kontrol edilir.

Sodyum-potasyum pompasının hücre potansiyeli oluşturması

Sodyum-potasyum pompası zardaki voltajı nasıl oluşturuyor? Yalnızca stokiyometriye dayalı bir iddia ortaya atmak, cezbedici olabilir: dışarı çıkan her üç iyon sodyum için, içeri yalnızca iki potasyum iyonu girer ve bunun sonucunda, hücre içi daha negatif olur. Bu yük oranı, hücrenin iç kısmını biraz daha negatif hale getirse de, aslında sodyum-potasyum pompasının zar potansiyeli üzerindeki etkisinin yalnızca küçük bir bölüm ünü oluşturmaktadır.

Sodyum-potasyum pompası, bunun yerine, öncelikle, potasyum konsantrasyon gradyanının dikleşmesine sebep olan, hücre içerisindeki potasyum iyonlarının konsantrasyonunu yükselterek çalışır. Gradyan, potasyum iyonlarının içeride artan bir negatif yüke rağmen hücre dışına (kanallar yoluyla) hareket etmesine yetecek kadar diktir. Bu işlem, zardaki voltaj, potasyumun konsantrasyon gradyanını dengeleyecek derecede yüksek olana kadar devam eder. Bu denge noktasında zarın iç kısmı dışına göre negatiftir. Bu voltaj, hücredeki K+start superscript, plus, end superscript konsantrasyonu yüksek kaldığı sürece korunur ancak hücre dışından K+start superscript, plus, end superscript alımı durdurulursa kaybolur4,5start superscript, 4, comma, 5, end superscript.

Zardaki voltajın nasıl oluştuğuna dair daha fazla açıklama için, nörobiyoloji bölümündeki zar potansiyeli makalesine göz atabilirsiniz.

Birincil aktif taşıma tarafından kurulan elektrokimyasal gradyanlar, iyonların gradyanlarında geri hareket etmesiyle salınan enerjiyi depolar. İkincil aktif taşıma, farklı maddeleri kendi gradyanlarına karşı hareket ettirmek için bu gradyanlarda depolanan enerjiyi kullanır.

Örnek olarak, hücre dışı boşluktaki sodyum iyonlarının konsantrasyonunun yüksek olduğunu ele alalım (sodyum potasyum pompasının çok çalışması sayesinde). Bir kanal veya taşıyıcı protein gibi bir yol açıksa, sodyum iyonları konsantrasyon gradyanını düşürüp, hücrenin içine geri dönerler.

İkincil aktif taşımada, sodyum iyonlarının gradyanları üzerindeki aşağı yönlü hareketi, diğer maddelerin paylaşılan bir taşıyıcı protein ile (eş taşıyıcı) yokuş yukarı taşınmasıyla eşleşir. Örneğin, aşağıdaki şekilde, bir taşıyıcı proteini, sodyum iyonlarının gradyanları üzerinde aşağı hareket etmesine izin verir, ancak eşzamanlı olarak bir glikoz molekülünün ise gradyanı üzerinde yukarıya doğru hareket ederek, hücrenin içine gelmesini sağlar. Taşıyıcı protein, glikoz moleküllerinin taşınmasını sağlamak için sodyum gradyanının enerjisini kullanır.

İkincil aktif taşıma sırasında taşınan iki molekül ya aynı yönde (örneğin, ikisi de hücrenin içine) ya da zıt yönlerde (örneğin, biri içine biri dışına) hareket edebilir. Aynı yönde hareket ettiklerinde, taşıyan proteinlere simporter, adı verilirken, zıt yönde hareket ettiklerinde bu protein antiporter olarak adlandırılır.

H&#;cre zarından madde ge&#;işleri biyoloji konu anlatımı

Haberin Devamı

Hücre zarından madde geçişleri, pasif taşıma olarak adlandırılmaktadır.

Hücre zarından madde geçişleri (Pasif Taşıma)

Vücudumuzda su ve oksijen gibi biyokimyasal besinlerin hücrelere taşınmasına yardımcı olan Aktif ve Pasif Taşıma olmak üzere iki tür taşıma vardır.

Aktif Taşıma: Moleküllerin konsantrasyon gradyanına karşı biyolojik hareketidir. Bu nedenle, bileşenleri daha düşük yoğun alandan veya vücut kısmından daha yüksek konsantrasyona taşımak için kimyasal enerji gerektirir.

Pasif Taşıma: Biyokimyasalın hücre zarları ve dokuları boyunca hareketlerinin biyolojik sürecidir. Pasif taşıma, herhangi bir dış enerji gerektirmeyen doğal bir olgudur.

Pasif taşıma, hücreler içindeki iyonların ve diğer moleküler maddelerin, herhangi bir dış enerji olmadan konsantrasyon gradyanı boyunca temel hareketidir. Pasif d füzyon olarak da bilinir. Dört tür pasif taşıma vardır. Bunlar;

Basit difüzyon

Kolaylaştırılmış difüzyon

Filtreleme

Ozmoz'dur.

Haberin Devamı

Basit Difüzyon

Difüzyon, maddelerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru hareketidir. İki alanın konsantrasyonundaki fark, konsantrasyon gradyanı olarak adlandırılır ve bu gradyan nötralize olana kadar difüzyon süreci devam eder. Sıvı ve gazlarda difüzyon meydana gelir çünkü parçacıkları bir yerden diğerine rastgele hareket eder. Canlılarda farklı yaşam süreçleri için gerekli olan önemli bir süreçtir. Maddeler basit difüzyonla hücre içine ve dışına hareket eder.

Kolaylaştırılmış Difüzyon

Kolaylaştırılmış difüzyon, iyonların veya moleküllerin spesifik transmembran integral proteinler yoluyla hücre zarı boyunca pasif taşınmasıdır. Büyük ve çözünmeyen moleküller, plazma zarından taşınmaları için bir taşıyıcı maddeye ihtiyaç duyarlar. Bu işlem herhangi bir hücresel veya harici enerji gerektirmez.

Filtreleme

Filtrasyon, katıları sıvılardan ve gazlardan ayırma işlemidir. Besinlerin vücutta seçici olarak emilmesi, bir süzme örneğidir. Bu işlem herhangi bir enerji gerektirmez ve konsantrasyon gradyanı boyunca gerçekleşir. Böbrekler biyolojik filtreye bir örnektir. Kan, glomerül tarafından süzülür ve gerekli moleküller geri emilir.

Ozmoz

Haberin Devamı

Ozmoz sürecinde, su ve diğer moleküller, diğer maddelerin konsantrasyonunu dengelemek için seçici geçirgen bir zardan geçer. Osmoz, konsantrasyon gradyanından ve sıcaklığından etkilenir. Konsantrasyon gradyanı ne kadar büyük olursa, ozmoz hızı o kadar hızlı olur. Ayrıca sıcaklık arttıkça ozmoz hızı da artar.

Pasif Taşıma Örnekleri

Etanol vücudumuza girer ve kan dolaşımına karışır. Bunun nedeni etanol moleküllerinin basit difüzyona uğraması ve herhangi bir dış enerji olmadan hücre zarından geçmesidir.

Besinlerin katı atıklardan ayrılarak bağırsaklar tarafından yeniden emilmesi ve besinlerin bağırsak zarından kan dolaşımına taşınması buna bir örnektir.

Haberin Devamı

Bir kuru üzüm suya batırıldığında, su ozmoz işlemi ile kuru üzümün içinde hareket eder ve şişmektedir.

9 Sınıf Biyoloji Aktif Taşıma Konu Anlatımı

Elektrokimyasal gradyanlar

Aktif taşıma: Bir gradyana karşı hareket etme

Sodyum-potasyum pompa döngüsü

Sodyum-potasyum pompasının hücre potansiyeli oluşturması

H&#;cre zarından madde ge&#;işleri biyoloji konu anlatımı

Aktif taşıma nedir? &#;zellikleri nelerdir, nerede ger&#;ekleşir? Aktif taşıma &#;eşitleri