Sodyum-Potasyum Pompası nedir? Aktif taşıma yöntemi olan Sodyum-Potasyum Pompasının özellikleri, işlevi, çalışma şekli ve görevleri nelerdir, hakkında bilgi.
Kaynak: commons.wikimedia.org
Bu inanılmaz nesne nedir?
Bunun bir insan hücresi olduğunu öğrenmek sizi şaşırtır mı? Yukarıdaki görüntü, aktif bir insan sinir hücresini temsil ediyor. Sinir hücrelerinin nasıl çalıştığı başka bir kavramın odak noktası olacaktır. Bununla birlikte, aktif taşıma süreçleri, bu hücrelerin işlevinde önemli bir rol oynar. Spesifik olarak, bu sinir hücrelerinin aksonlarında aktif olan sodyum-potasyum pompasıdır.
Sodyum-Potasyum Pompası
Aktif taşıma, molekülleri ve iyonları bir konsantrasyon gradyanına karşı “yokuş yukarı” zarlar boyunca pompalamak için enerji gerektiren bir işlemdir. Bu molekülleri konsantrasyon gradyanlarına karşı hareket ettirmek için bir taşıyıcı proteine ihtiyaç vardır. Taşıyıcı proteinler bir konsantrasyon gradyanı ile çalışabilir (pasif taşıma sırasında), ancak bazı taşıyıcı proteinler, bir enerji girişi ile çözünen maddeleri konsantrasyon gradyanına karşı (düşük konsantrasyondan yüksek konsantrasyona) hareket ettirebilir. Aktif taşımada, taşıyıcı proteinler malzemeleri konsantrasyon gradyanlarına karşı hareket ettirmek için kullanıldığından, bu proteinler pompalar olarak bilinir. Diğer hücresel faaliyet türlerinde olduğu gibi, ATP çoğu aktif taşıma için enerjiyi sağlar. ATP’nin aktif taşımaya güç vermesinin bir yolu, bir fosfat grubunun doğrudan bir taşıyıcı proteine aktarılmasıdır. Bu, taşıyıcı proteinin şeklini değiştirerek molekülü veya iyonu zarın diğer tarafına hareket ettirmesine neden olabilir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, bu tür aktif taşıma sistemine bir örnek, sodyum iyonlarını hayvan hücrelerinin plazma zarında potasyum iyonları ile değiştiren sodyum-potasyum pompasıdır.
Kaynak: commons.wikimedia.org
Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, hücre içindeki protein pompası ile üç sodyum iyonu bağlanır. Taşıyıcı protein daha sonra ATP’den enerji alır ve şeklini değiştirir. Bunu yaparken üç sodyum iyonunu hücreden dışarı pompalar. Bu noktada, hücre dışından iki potasyum iyonu protein pompasına bağlanır. Potasyum iyonları daha sonra hücreye taşınır ve süreç tekrarlanır. Sodyum-potasyum pompası, hemen hemen her insan hücresinin plazma zarında bulunur ve tüm hücresel yaşamda ortaktır. Hücre potansiyelini korumaya yardımcı olur ve hücresel hacmi düzenler.
Elektrokimyasal Gradyan
İyonların membran boyunca aktif taşınması, plazma membranı boyunca elektriksel bir gradyanın oluşmasına neden olur. Hücre dışındaki pozitif yüklü iyonların sayısı, sitozoldeki pozitif yüklü iyonların sayısından daha fazladır. Bu, zarın içinde nispeten negatif bir yüke ve dışarıda pozitif bir yüke neden olur. Yüklerdeki bu fark, zar boyunca gerilime neden olur. Gerilim (voltaj), bu durumda zar boyunca zıt yüklerin ayrılmasıyla oluşan elektriksel potansiyel enerjidir. Bir zardan geçen voltaj, zar potansiyeli olarak adlandırılır. Sinir hücreleri boyunca elektriksel uyarıların iletilmesi için zar potansiyeli çok önemlidir.
Hücrenin içi hücre dışına göre negatif olduğu için, zar potansiyeli, pozitif yüklü iyonların (katyonların) hücreye hareketini ve negatif iyonların (anyonların) hücre dışına hareketini kolaylaştırır. Dolayısıyla, iyonların plazma zarından difüzyonunu yönlendiren iki kuvvet vardır: bir kimyasal kuvvet (iyonların konsantrasyon gradyanı) ve bir elektriksel kuvvet (membran potansiyelinin iyonların hareketi üzerindeki etkisi). Birlikte çalışan bu iki kuvvet elektrokimyasal gradyan olarak adlandırılır.
Özet
- Aktif taşıma, moleküllerin ve iyonların bir konsantrasyon gradyanına karşı membranlar boyunca pompalanması için enerji gerektiren işlemdir.
- Sodyum-potasyum pompası, sodyum iyonlarını potasyum iyonlarıyla değiştiren aktif bir taşıma pompasıdır.
