Membranla Madde Nakli
Hücreler bulundukları ortamdaki maddeleri seçebilir. Seçicilik görevini “MEMBRAN-NAKİL-PROTEİN’leri üstlenir. Membran proteinleri, bilindiği kadarı ile hücre membranına tamamen girerek özellikle hidrofob çift lipid tabakasını örter ve böylece hidrofil parçacıkları da nakledilebilir. Şeker veya aminoasitlerin, iyonları için de böyle nakil proteinleri vardır.
Bazı membran-nakil-proteinleri, derişim gradientleri yönünde, yani yüksekten düşük yoğunluğa doğru, iyon veya moleküllerin geçişine izin verir. Yoğunluk farkının dengelenmesinden sonra nakil yavaşlar. Pasif transporta katılan bazı proteinler “taşıyıcı” veya “KARRİER” adı verilen moleküllerce taşınır ve bunlar membranın diğer kenarına bırakılır. Bazı nakil proteinleri de membranda hidrofil bir kanal yapar.
Bir kısım karierler molekül veya iyonları da kimyasal veya elektrokimyasal gradientlere karşı nakledilebilir. Bunlar enerji kullanarak pompa gibi çalışır. Bu nedenle daima enerji sevkeden olaylardaki gibi serçekleşir (örneğin ATP-parçalanması). Bu nakil şekline “AKTİF TRANSPORT” denir. Enerji bazen hidrojen veya sodyum iyonlarınca da, gradienti izleyerek nakledilir, yani yoğunluğu yüksek olan bölgeden düşük yoğunluktaki bölgelere doğru yer değiştirirler.
Karier proteinlerinin enzimlerle birçok benzerliği vardır. Bunlar sadece belli bir molekülü bağlar ve eğer bütün bağ noktaları dolu ise nakil maksimum bir sürate ulaşır. Nakil, rekabet eden moleküllerce de kompetitif olarak inhibe edilebilir. Bunların enzimlerden tek farkı, bağlanan substratın kimyasal olarak değişmemesidir. Naklin, karier proteininin üç boyutlu yapısının, reversibl olan değişimi ile ilgili olduğu kabul edilir.
Potasyum-Sodyum-Pompası
Bütün hayvansal hücreler ve özellikle sinir hücreleri, bir membran potansiyeline sahiptir. Bu da Na ve K iyonlarının eşit olmayan dağılımı ile ilişkilidir. K-Na-Pompasınm en önemli kısmı, Na iyonlarının hücreden çıkışı, K iyonlarının ise hücreye girişidir. Yine K-Na-pompasmın en önemli bölümü, ATP’yi parçalayan K-Na-ATPaz adlı enzimdir. Bu, ikisi büyük ve ikisi küçük birimli 4 proteinden oluşur.
Membranı geçen büyük proteinlerin ATP, 3 Na- ve 2 de K- iyonu için bağlanma yeri vardır. Küçük protein moleküllerinin görevi henüz tam olarak bilinmemektedir. ATPaz saatte 100 molekül ATP parçalar. Her ATP molekülü için 3 Na iyonu hücre dışına, 2 K iyonu hücre içine nakledilir. ATP parçalanmasında Na iyonları varken, ATP’nin fosfatı ATPaze enzimine bağlanır. Enzimin fosforilasyonu büyük bir olasılıkla ATPazın dengesini değiştirir. Bu arada 3 Na iyonu nakledilir. Buna karşın defosforilasyon, K iyonu naklini etkiler. ATPaze ise bu sırada ilk durumuna geri döner.
