सोडियम-पोटॅशियम पंप: हे काय आहे आणि सेलमध्ये त्याचे कार्य काय आहेत

सामग्री

• पेशीच्या कार्यप्रणालीसाठी पेशीच्या पडद्यामध्ये असलेली ही रचना आवश्यक आहे.
• सोडियम-पोटॅशियम पंप म्हणजे काय?
• त्याची रचना कशी आहे?
• 1. अल्फा सब्यूनिट
• 2. बीटा subunits
• सोडियम-पोटॅशियम पंपचे कार्य
• 1. आयन वाहतूक
• 2. सेल व्हॉल्यूम नियंत्रण
• 3. पडदा संभाव्य निर्मिती
• कृतीची यंत्रणा
• सोडियम-पोटॅशियम पंपचे महत्त्व
• रेनल फंक्शन

पेशीच्या कार्यप्रणालीसाठी पेशीच्या पडद्यामध्ये असलेली ही रचना आवश्यक आहे.

सक्रिय वाहतूक ही विद्युत आणि एकाग्रता दोन्ही प्रति-ग्रेडियंट रेणू पंप करण्यासाठी आवश्यक प्रक्रिया आहे.

अशा प्रकारे सोडियम आणि पोटॅशियम आयन विस्थापित करण्यासाठी, तेथे आहे सोडियम-पोटॅशियम पंप, पेशींमध्ये स्थित एक ट्रान्समेम्ब्रेन स्ट्रक्चर. हे आयुष्यासाठी अनेक मूलभूत कार्यात सामील आहे आणि त्याची कृती करण्याची यंत्रणा बरीच रंजक आहे. चला ते पुढे पाहूया.

सोडियम-पोटॅशियम पंप म्हणजे काय?

सोडियम-पोटॅशियम पंप आहे प्रथिने रचना जी अनेक पेशी पडद्यामध्ये आढळू शकते. जसे त्याचे नाव सूचित करते, त्यातील मुख्य कार्य म्हणजे पडद्याद्वारे सोडियम आणि पोटॅशियम आयन हलविणे.

ही प्रक्रिया एकाग्रता ग्रेडियंटच्या विरूद्ध करत, सक्रिय वाहतुकीच्या स्वरूपात उद्भवते. सेलमध्ये सोडियम (एनए +) बाह्य (142 मेक्यू / एल) पेक्षा कमी (12 मेक्यू / एल) कमी केंद्रित आहे, उलट पोटॅशियम (के +) सह उद्भवते, तर कमी (1 एमईक्यू / एल) च्या बाहेर कमी (1 एमईक्यू / एल) बाहेर.

हे करण्यासाठी, पंप एटीपीच्या हायड्रोलायसीसपासून प्राप्त झालेल्या उर्जेचा वापर करते आणि म्हणूनच, त्याला ना + / के + एटीपीस प्रकाराचा एंजाइम मानले जाते. ती उर्जा खर्च करून, पोटॅशियम सादर करतांना सेल सोडियम काढून टाकण्यास कारणीभूत ठरते.

हा पंप आयन विस्थापित केल्यापासून ते पी-वर्ग आयन पंपच्या वर्गाचे आहेत. या प्रकारचे पंप कमीतकमी एक ट्रान्समेम्ब्रेन अल्फा कॅटलॅटिक सब्यूनिट बनलेले असतात, अशी रचना जिथे एटीपी रेणू आणि एक लहान बीटा सब्यूनिट बांधू शकते.

१ 195 77 मध्ये जेन्स स्काऊ (१ 18१-201-२०१.), डॅनिश रसायनशास्त्रज्ञ आणि विद्यापीठाचे प्राध्यापक यांनी शोधून काढले ज्याने रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक जिंकले.

त्याची रचना कशी आहे?

जसे आपण आधीच सांगितले आहे, सोडियम-पोटॅशियम पंप एक एंजाइमॅटिक फंक्शन असलेली एक रचना आहे. त्याची रचना अल्फा (α) प्रकारच्या दोन बीटा (β) प्रकारच्या दोन प्रथिने बनलेली आहे. अशा प्रकारे, हा पंप टेट्रॅमर (α2-22) आहे, ज्याचे अविभाज्य प्रथिने लिपिड बायलेयर म्हणजेच पेशीचे पडदा आणि काही ऑर्गेनेल्स ओलांडतात.

दोन्ही प्रकारचे सब्युनिट्स भिन्नता दर्शवितात आणि आतापर्यंत, अल्फा सब्यूनिट (α1, α2 आणि α3) आणि बीटासाठी तीन (β1, β2 आणि β3) तीन आयसोफार्म सापडले आहेत.. Α1 बहुतेक पेशींच्या पडद्यामध्ये आढळतो, तर is2 आयसोफॉर्म स्नायू पेशी, हृदय, वसा ऊती आणि मेंदूचे वैशिष्ट्य आहे. Α3 आयसोफॉर्म हृदय आणि मेंदूत आढळू शकते.

बीटा सब्यूनिट्सबद्दल, त्यांचे वितरण काहीसे वेगळे होते. Β1 एकाधिक ठिकाणी आढळू शकते, आतील कानाच्या वेस्टिब्युलर पेशींमध्ये आणि अनुपस्थितीत ग्लायकोलाइटिक स्नायू पेशींमध्ये अनुपस्थित असल्याने, ही अनुपस्थिती is2 आयसोफॉर्म व्यापलेली आहे.

1. अल्फा सब्यूनिट

अल्फा सब्यूनिट्स अशी रचना आहेत ज्यात एटीपी रेणू आणि ना + आणि के + आयनसाठी बंधनकारक साइट असतात. हे सब्युनिट्स एंझाइमच्या उत्प्रेरक घटकाचे प्रतिनिधित्व करतात, स्वतः पंप म्हणून काम करतात.

रचनात्मकदृष्ट्या, अल्फा सब्युनिट्स मोठ्या पॉलीपेप्टाइड्ससह बनलेले असतात, ज्याचे आण्विक वजन 120 केडीए (किलोडाल्टन) असते. त्यांच्या इंट्रासेल्युलर बाजूला (सेलच्या आत) त्यांच्याकडे एटीपी रेणू आणि ना + साठी बंधनकारक साइट आहेत, तर के + बाइंडिंग साइट बाह्य कोशिक बाजूला (सेलच्या बाहेर) आढळली आहे.

2. बीटा subunits

बीटा सब्युनिट्स थेट पंपिंग फंक्शनमध्ये सहभागी होताना दिसत नाहीत, परंतु असे दिसून आले आहे की, त्यांच्या अनुपस्थितीत सोडियम-पोटॅशियम पंप त्याचे मुख्य कार्य पूर्ण करीत नाही.

या सब्युनिट्सचे प्रत्येकी 55 केडीए वजनाचे आण्विक वजन असते एकाच ट्रान्समेम्ब्रेन डोमेनसह ग्लायकोप्रोटीन असतात. या सब्यूनिटमध्ये आढळू शकणारे कार्बोहायड्रेट अवशेष सेलच्या बाह्य भागात घातलेले आढळतात.

सोडियम-पोटॅशियम पंपचे कार्य

सेलची तुलना समुद्रात फेकलेल्या गोड्या पाण्याने भरलेल्या बलूनशी केली जाऊ शकते. त्याचा थर जवळजवळ अभेद्य आहे आणि अंतर्गत वातावरणामध्ये बाह्य वातावरणापेक्षा खूप भिन्न रासायनिक गुणधर्म आहेत. सेलमध्ये सभोवतालच्या वातावरणाच्या तुलनेत वेगवेगळ्या पदार्थांचे बदलत्या एकाग्रता असतात, ज्यामध्ये सोडियम आणि पोटॅशियमसह महत्त्वपूर्ण फरक असतात.

हे सोडियम-पोटॅशियम पंपच्या मुख्य कार्याशी संबंधित आहे, ज्यामध्ये इंट्रासेल्युलर माध्यमांचे होमिओस्टॅसिस राखण्यासाठी आणि या दोन आयनांच्या सांद्रता नियंत्रित करण्यामध्ये समाविष्ट आहे. हे उद्दीष्ट साध्य करण्यासाठी मूलभूत प्रक्रिया करा:

1. आयन वाहतूक

हे के + आयनची ओळख करुन देते आणि ना + आयन हद्दपार करते. नैसर्गिक प्रवृत्ती, म्हणजेच, पंप न लावता, सोडियममध्ये प्रवेश केला जातो आणि पोटॅशियम पाने जातात, कारण ते पेशीच्या आत अनुक्रमे कमी आणि जास्त प्रमाणात केंद्रित असतात.

एनए + सेलच्या बाहेर (१ m२ मेक्यू / एल) जास्त केंद्रित आहे (१२ एमईक्यू / एल) आत, तर के + सह हे इतर मार्गाने होते, बाहेरून (4 एमईक्यू / एल) कमी एकाग्रता असते (१ m० मेईक्यू / एल) / एल)

2. सेल व्हॉल्यूम नियंत्रण

आयन सोडल्यामुळे आणि प्रवेश केल्यावर, सेलचे खंड देखील नियंत्रित होते आणि सेलमध्येच द्रवचे प्रमाण नियंत्रित करते.

3. पडदा संभाव्य निर्मिती

सोडियम-पोटॅशियम पंप पडद्याच्या संभाव्यतेच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतो. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे, प्रत्येक दोन पोटॅशियम आयनसाठी तीन सोडियम आयन बाहेर घालवून, पेशीवरील पडदा त्याच्या आत नकारात्मकतेने आकारला जातो..

हे सेलच्या आत आणि बाहेरील चार्ज फरक निर्माण करते, एक फरक जो विश्रांतीची क्षमता म्हणून ओळखला जातो.

आयन्सवर सकारात्मक शुल्क आकारले जाते, म्हणूनच त्यांच्यात ढकलणे आणि त्यांना करणे अशक्य होऊ शकत नाही. तथापि, पडदामध्ये आयन चॅनेलचे अस्तित्व निवडण्याची परवानगी देते, जेव्हा आवश्यक असते तेव्हा इलेक्ट्रोकेमिकल ग्रेडियंटच्या विरूद्ध प्रवाह असतो.

कृतीची यंत्रणा

जसे आपण आधीच सांगितले आहे, सोडियम-पोटॅशियम पंपमध्ये एंजाइमॅटिक फंक्शन असते आणि या कारणास्तव, त्याला ना + / के + एटीपीस देखील म्हटले जाते. या ट्रान्समेम्ब्रेन स्ट्रक्चरच्या क्रियांच्या कार्यपद्धतीत एक उत्प्रेरक चक्र असतो ज्यामध्ये फॉस्फोरिल गट हस्तांतरित केला जातो.

प्रतिक्रिया होण्यासाठी, एटीपी रेणू आणि सेलच्या आत ना + आयन आणि सेलच्या बाहेर के + आयन असणे आवश्यक आहे. ना + आयन एंझाइम ट्रान्सपोर्टरला बांधतात, ज्यात या आयनसाठी तीन सायटोसोलिक बाइंडिंग साइट आहेत. या अवस्थेस ई 1 म्हटले जाते आणि पोहोचल्यानंतर एटीपी रेणूवरील त्याच्या साइटवर बांधले जाते, हायड्रोलायझिंग आणि फॉस्फेट समूहास एस्पार्टेट 6 376 रेणूमध्ये स्थानांतरित करणे, ही प्रक्रिया ज्यापासून acसीलफॉस्फेट प्राप्त होते. हे पुढच्या राज्यात बदल घडवून आणते, ई 2. यानंतर, तीन सोडियम आयनची हकालपट्टी आणि दोन पोटॅशियम आयनची ओळख येते.

सोडियम-पोटॅशियम पंपचे महत्त्व

आम्ही स्पष्ट केलेल्या गोष्टींवर आधारित, सोडियम-पोटॅशियम पंप एक महत्त्वपूर्ण महत्त्व प्राप्त करुन विचारात घेतो ज्यामुळे पेशीला त्यात बर्‍याच ना + आयन्स ओळखण्यापासून रोखले जाते.. पेशीच्या आतील भागात सोडियमची ही जास्त मात्रा पाण्याच्या मोठ्या प्रमाणात प्रवेशाद्वारे आणि परिणामी पेशीच्या परिमाणात वाढ झाल्याने होते. मी या ट्रेंडचे अनुसरण केले आणि बलूनचे मागील केस उदाहरण म्हणून वापरल्यास, सेल एखाद्यासारखा स्फोट होईल. हे पंपच्या क्रियेबद्दल धन्यवाद आहे की सेलला असे कोसळण्यापासून प्रतिबंधित केले आहे.

याव्यतिरिक्त, पंप पडदा संभाव्यतेच्या निर्मितीमध्ये योगदान देते. काढून टाकलेल्या प्रत्येक तीन एनए + साठी दोन के + आयन सादर करीत आहे, अंतर्गत विद्युत शुल्क विघटित केले जाते, सेलच्या वैशिष्ट्यपूर्ण पडद्याच्या संभाव्यतेचे उत्पादन करण्यास अनुकूलता. जर तंत्रिका पेशी विचारात घेतल्या गेल्या तर हे महत्त्व आणखीनच जास्त आहे, ज्यामध्ये क्रिया संभाव्यता उलट प्रक्रिया द्वारे दर्शविली जाते, म्हणजे, सोडियमची प्रवेश आणि पोटॅशियमच्या बाहेर पडा.

रेनल फंक्शन

सोडियम-पोटॅशियम पंपची आणखी एक मनोरंजक बाब म्हणजे ती मूत्रपिंडाच्या कार्यामध्ये गुंतलेले आहेत आणि खरं तर, त्यांच्याशिवाय हे शक्य नाही. मूत्रपिंड दररोज 180 लिटर प्लाझ्मा फिल्टर करतात, ज्यात उत्सर्जित करणे आवश्यक आहे असे पदार्थ असतात, तर इतरांना मूत्रमार्गात गमावले जाऊ नये म्हणून पुनर्जन्म करणे आवश्यक आहे. सोडियम, पाणी आणि इतर पदार्थांचे पुनर्जन्म थेट सोडियम-पोटॅशियम पंपांवर अवलंबून असते, जे किडनी नेफ्रॉनच्या ट्यूबलर विभागात आढळतात.