Механизмы поступления питательных веществ в клетку

В природе существует несколько способов питания:

1) голозойный (для животных) – есть специальная пищеварительная система

2) голофитный (для растений) - происходит всасывание небольших молекул из водного раствора

3) внеклеточный (для микроорганизмов), или внешнее питание. Большинство органических соединений не могут быть поглощены и использованы в обмене веществ клеткой микроорганизмов. Микроорганизмы в ответ на присутствие этого вещества в среде (индуктора) синтезируют и выделяют в среду соответствующий индуцибельный фермент (экзофермент), который расщепляет макромолекулу полимера на мономеры, а последние поглощаются клеткой.

Поступление питательных веществ в клетку осуществляется через клеточную стенку, капсулу, ЦПМ и клеточные слои. Основная роль принадлежит ЦПМ. За небольшим исключением поглощаться могут только те вещества, для которых имеется специфическая транспортная система. Она представлена мембранными белками – ферментами – пермеазами, которые функционируют в двойном фосфолипидном слое.

1. Пассивная диффузия – единственный неспецифический перенос веществ. Существенней размер молекул, разность концентраций или потенциалов, по обе стороны мембраны. Вещество поступает «вниз» по своему градиенту концентрации. Так поступают низкомолекулярные соединения (вода, кислород, ионы, яды и ингибиторы)

2. Облегченная диффузия. Перенос вещества облегчается за счет белка-переносчика (пермеазы) вещество не может накапливаться в клетке против градиента концентрации. Скорость зависит от разности концентраций вещества в среде и в клетке.

3. Активный транспорт. Вещество поступает в клетку против градиента концентрация, участвует белок-переносчик и необходимая энергия в форме АТФ, которая образуется в процессе дыхания или брожения. Энергия нужна т.к. переносчик в своей работе претерпевает изменения. Обращенный к внешней стороне мембраны он обладает высоким сродством к субстрату, к внутренней – низким. Чтобы вновь приобрести сродство, нужна энергия.

4. Транслокация групп – механизм аналогичен активному транспорту. Разница состоит в том, что при активном транспорте переносимое вещество, поступив в клетку, не изменяется, а при транслокации групп, вещества поступают в измененном состоянии, например фосфорилируются.