Различают следующие способы поступления веществ в клетку бактерий:

  • простая, или пассивная, диффузия;
  • облегченная диффузия;
  • активный транспорт,
  • транслокация групп.

Простая, или пассивная, диффузия – неспецифическое поступление веществ в клетку за счет разницы концентраций, т. е. происходит передвижение молекул из более концентрированного раствора в менее концентрированный – по градиенту концентрации. Этот процесс не связан с затратой энергии. Таким путем осуществляется транспорт низкомолекулярных веществ, особенно кислорода, липофильных соединений (спирты, жирные кислоты), воды, по-видимому, ядов и других чужеродных для клетки веществ, а также удаление продуктов обмена.

Перенос веществ при облегченной диффузии также происходит по градиенту их концентрации. Этот процесс не требует затраты энергии и осуществляется с участием специфических пермеаз. Скорость транспорта зависит от концентрации субстрата в среде.

Активный транспорт – основной механизм избирательного переноса веществ через цитоплазматическую мембрану в клетку против градиента концентрации. Этот процесс, так же как и облегченная диффузия, протекает при участии локализованных в цитоплазматической мембране переносчиков белковой природы – пермеаз, которые высокоспецифичны к субстрату. В отличие от облегченной диффузии, для активного транспорта необходимы затраты энергии либо в виде АТФ, либо за счет протондвижущей силы энергизованной мембраны. От активного транспорта зависит сродство клеток к субстрату, т. е. основной признак, определяющий и набор, и концентрацию используемых веществ.

Фосфорилированные углеводы проникают через цитоплазматическую мембрану и накапливаются в цитоплазме, например, глюкоза поступает в клетку в виде глюкозо-6-фосфата. Система переноса углеводов получила название фосфотрансферазной. Перенос веществ с помощью фосфотрансферазной системы является выгодным с энергетической точки зрения.

Протон –движущая сила. Любая бактерия может существовать, только если на ее цитоплазматической мембране функционирует протондвижущая сила, заставляющая протоны заходить внутрь клетки. Протондвижущая сила обеспечивается разностью концентраций протонов на внешней и внутренней сторонах мембраны (на внешней стороне их больше) и наличием более отрицательного заряда на внутренней стороне мембраны, протоны же, как известно, несут положительный заряд. У бактерий, живущих в средах с высокой концентрацией соли, вместо протонов могут быть использованы катионы натрия. Протондвижущая сила обеспечивает многие жизненно важные для бактерий процессы обмена клетки с окружающей средой, кроме того, она используется при работе жгутика. По существующей гипотезе внутреннее, встроенное в цитоплазматическую мембрану кольцо базальной структуры, то есть вращающийся ротор, окружено мембранными белками, имеющими определенным образом пространственно организованные отрицательные заряды - это статор мотора. Протондвижущая сила заставляет протоны проходить через базальную структуру внутрь клетки, при этом в какой-то момент они задерживаются на определенных участках ротора, придавая им положительный заряд, затем протоны уходят внутрь клетки. Заряженные участки расположены таким образом, что возникает сила притяжения между заряженными участками ротора и статора, кольцо начинает вращаться. Установлено, что для полного оборота кольца через базальную структуру должно пройти 500-1000 протонов. Вращение кольца через жестко связанную с ним ось и крюк передается нити жгутика, которая функционирует как пропеллер или корабельный винт. Кольцо совершает около 300 оборотов в секунду.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх