Wikipedija

Ionski kanali: razlika između inačica

Pregledaj povijest
Novija izmjena →
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
Nova stranica: == '''Malo povijesti''' == U nekom trenutku, tijekom rane povijesti Zemlje, predak današnjih živih stanica razvio je zaštitnu membranu kojom se okružio, najvjerojatnije kako bi vr...
 
Nema sažetka uređivanja
Redak 1:
'''''Ionski kanali ''''' su hidrofilne proteinske pore što se protežu kroz cijelu staničnu membranu i tako povezuju citoplazmu s izvanstaničnom tekućinom.
 
 
== '''Malo povijesti''' ==
U nekom trenutku, tijekomTijekom rane povijesti Zemlje, predak današnjihoko živih stanica razvio je zaštitnu membranu kojomrazvila se okružio,zaštitna najvjerojatnijemembrana kako bi vrijedan sadržaj unutrašnjosti stanice bio zaštićen od okrutnih uvjeta primordijalnog okoliša.
Osim toga, takva membrana osiguravala je prvotnoj stanici veću koncentraciju [[metabolita]] i drugih „hranjivih“ molekula zadržavajući ih u malom volumenu unutar stanice.
No [[staničnaStanična membrana]] je također uzrokovala probleme za organizam iz istog razloga zbog kojeg je bila poželjna – to je izuzetno učinkovita barijera za transport velikih molekula kao i malih negativnih i pozitivnih molekula ([[ioni]]) koje su nužne za različite stanične aktivnosti, uključujući rast i razmnožavanje.
Kako bi se ovaj problem riješio, razvili su se ionski kanali.
Naime, ioni ne mogu proći kroz membranu jednostavnom [[Difuzija|difuzijom]] jer su stanične membrane sastavljene od hidrofobnih fosfolipida koji priječe prolaz hidrofilnim ionima. Nadalje, negativno nabijene fosfatne grupe [[Fosfolipidi|fosfolipida]] odbijaju negativno nabijene anione i zarobljavaju pozitivno nabijene katione.
Kako bi se ovaj problem riješio, razvili su se ionski kanali.
 
 
'''Definicija'''
Ionski kanali su hidrofilne proteinske pore što se protežu kroz cijelu staničnu membranu i tako povezuju citoplazmu s izvanstaničnom tekućinom
 
 
== Svojstva ionskih kanala ==
[[Datoteka:4-81 cr cr.jpg|okvir|desno|Građa ionskog kanala <br />
[http://www.blackwellpublishing.com/matthews/default.html Gary G. Matthews: Neurobiology: Molecules, Cells and Systems, 2nd Edition]]]
Za razliku od običnih vodenih pora, aktivni ionski kanali imaju dva bitna svojstva koja se odražavaju i u njihovoj građi:
 
Line 21 ⟶ 24:
* Vrata – dio kanala koji može otvoriti ili zaatvoriti vodlljivu poru.
* Senzori – detektori podražaja odgovarajući na promjenu električnog potencijala ili kemijskog signala kontroliraju otvaranje i zatvaranje vrata.
 
Većina kanala ima tri, četiri ili pet homolognih ili identičnih podjedinica, poslaganih u kružno simetričnu formu, koje tvore jedinstvenu vodenu poru na sjecištu osi.
 
 
== '''Klasifikacija''' ==
== Klasifikacija ==
 
Postoji više od 300 vrsta ionskih kanala u stanici. Oni se mogu klasificirati prema kinetičkim svojstvima, prirodi regulacije tj. kontrole kanala, vrsti iona koji prolaze, broju vrata (pora), [[Farmakologija|farmakologiji]] te molekularnoj strukturi.
Line 38 ⟶ 40:
Tablica 1: Neke vrste ionskih kanala
 
{|align="center" class="wikitable"
Naponski kanali
!colspan="2" align="center" | NAPONSKI KANALI !!colspan="2" align="center"| KANALI RECEPTORI!!colspan="2" align="center"| KANALI REGULIRANI MEHANIČKIM NAPREZANJEM
{| class="wikitable"
|- align="center"
|-
|width="150"| '''''Ime kanala'''''||width="75"|'''''Transport'''''||width="150"| '''''Ime kanala'''''||width="75"|'''''Transport'''''||width="150"| '''''Ime kanala'''''||width="75"|'''''Transport'''''
! IME !! TRANSPORT
|-align="center"
|-
| Natrij|| Natrij|| Kalcijem aktivirani kalij|| Kalij|| Kanal reguliran naprezanjem|| kationi
| Natrij || Natrij
|-align="center"
|-
| Prijelazni kalij (A – tip)|| Kalij|| Serotonin receptor|| Kalij|| Mehanički pretvornik stanica kose|| kationi
|-align="center"
|-
| Kalcij|| Kalcij|| GABAA receptor|| Klorid|| colspan="2" rowspan="2"|&nbsp;
| Kalcij || Kalcij
|-align="center"
|-
| colspan="2"|&nbsp;||Glicin receptor|| Klorid
|}
 
Kanali - receptori
 
=== Naponski kanali ===
 
{| class="wikitable"
|-
! IME !! TRANSPORT
|-
| Kalcijem aktivirani kalij|| Kalij
|-
| Serotonin receptor || Kalij
|-
| GABAA receptor || Klorid
|-
| Glicin receptor || Klorid
|}
Kanali regulirani mehaničkim naprezanjem
{| class="wikitable"
|-
! IME !! TRANSPORT
|-
| Kanal reguliran naprezanjem|| kationi
|-
| Mehanički pretvornik stanica kose|| kationi
|}
 
 
 
=== Naponski kanali ===
Nazivaju se naponsko regulirani kanali jer je otvaranje velikog broja njih regulirano promjenama u potencijalu membrane u blizini kanala.
Za većinu tih kanala depolarizacija membranskog potencijala, u odnosu na potencijal mirovanja, uzrokuje otvaranje vrata.
 
Naponsko regulirani ionski kanali sastoje se od 4 homologna modula pri čemu je svaki od tih modula sačinjen od naponsko osjetljive domene i domene koja sudjeluje u stvaranju pore. Domene za stvaranje pore konvergiraju kako bi tvorile jednu centralnu poru, dok su 4 naponsko osjetljive domene lateralno nakošene prema van unutar lipidnog dvosloja membrane.
 
Line 88 ⟶ 66:
 
==== Naponski Na – kanali ====
 
Postoji najmanje 9 Na+ naponskih kanala. Oni su uglavnom odgovorni za stvaranje i propagaciju akcijskog potencijala.
Postoji najmanje 9 Na+ naponskih kanala. Oni su uglavnom odgovorni za stvaranje i propagaciju akcijskog potencijala.
Ove kanale imaju samo višestanični organizmi pa se smatraju evolucijskom specijalizacijom za brzu signalizaciju na veće udaljenosti.
 
Svi se brzo aktiviraju i inaktiviraju, a općenito vrijedi da se gotovo potpuno inaktiviraju kada depolarizacija membrane dosegne 0 mV ili više.
Ove kanale imaju samo višestanični organizmi pa se smatraju evolucijskom specijalizacijom za brzu signalizaciju na veće udaljenosti.
Svi se brzo aktiviraju i inaktiviraju, a općenito vrijedi da se gotovo potpuno inaktiviraju kada depolarizacija membrane dosegne 0 mV ili više.
 
==== Naponski K – kanali ====
 
Postoji gotovo 40 K+ naponskih kanala podijeljenih u 12 grupa, kojima je glavna uloga stabilizacija membranskog potencijala - podešavanje potencijala u mirovanju, održavanje brzih akcijskih potencijala kratkim, dovršavanje razdoblja intenzivne aktivnosti, smanjenje ekscitabilnosti neurona, itd.
Postoji gotovo 40 K+ naponskih kanala podijeljenih u 12 grupa, kojima je glavna uloga stabilizacija membranskog potencijala - podešavanje potencijala u mirovanju, održavanje brzih akcijskih potencijala kratkim, dovršavanje razdoblja intenzivne aktivnosti, smanjenje ekscitabilnosti neurona, itd.
 
Tablica 2: Neki od K+ kanala
{|align="center" class="wikitable"
!colspan="2" align="center" | GLAVNI NAPONSKI K - KANALI !!colspan="2" align="center"| K – KANALI AKTIVIRANI IONIMA KALCIJA
Glavni naponski K - kanali
{|- classalign="wikitablecenter"
|width="250"| '''''Ime kanala'''''||width="400"|'''''Svojstvo'''''||width="250"| '''''Ime kanala'''''||width="400"|'''''Svojstvo'''''
|-
|align="center" | ''KA – IK(A)'' “A – kanali“|| Aktiviraju se tijekom depolarizacije nakon razdoblja hiperpolarizacije i zatim se naglo inaktiviraju||align="center" |''BKCa – IBK(Ca)'' “BK – kanali“|| Aktiviraju se depolarizacijom i/ili povećanjem koncentracije Ca2+ u citoplazmi
! IME KANALA !! SVOJSTVO
|-
| align="center" |''KV – IK(V)'' “Odgođeni ispravljači”|| Klasični K – kanali čija je uloga prekIdanje akcijskih potencijala|| align="center" |''SKCa – ISK(Ca'') “SK – kanali“|| Aktiviraju se povećanjem koncentracije Ca2+ u citoplazmi
| KA – IK(A) “ A – kanali“ || Aktiviraju se tijekom depolarizacije nakon razdoblja hiperpolarizacije i zatim se naglo inaktiviraju
|-
| align="center" |''KV – IK(V)'' “Odgođeni“Anomalni ispravljači” || KlasičniZatvaraju Kse –pri kanalidepolarizaciji, čijaa otvaraju jedino kada je ulogamembrana prekodanjehiperpolarizirana akcijskihiznad razine mirujućeg potencijala|| colspan="2" |&nbsp;
|-
| KV – IK(V) “Anomalni ispravljači” || Zatvaraju se pri depolarizaciji, a otvaraju jedino kada je membrana hiperpolarizirana iznad razine mirujućeg potencijala
|}
 
 
 
K – kanali aktivirani ionima kalcija
{| class="wikitable"
|-
! IME KANALA !! SVOJSTVO
|-
| BKCa – IBK(Ca) “ BK – kanali“ || Aktiviraju se depolarizacijom i/ili povećanjem koncentracije Ca2+ u citoplazmi
|-
| SKCa – ISK(Ca) “ SK – kanali“ || Aktiviraju se povećanjem koncentracije Ca2+ u citoplazmi
|}
 
 
Line 129 ⟶ 100:
 
Tablica 3: Neki od Ca2+ kanala
Glavni naponski Ca - kanali
{|align="center" class="wikitable"
!colspan="2" align="center" | GLAVNI NAPONSKI Ca - KANALI
|- align="center"
|width="100"|'''''Ime kanala'''''||'''''Svojstvo'''''
|-
| align="center"|''T – kanali'' || Aktiviraju se pri maloj depolarizaciji, male su vodljivosti i brzo se inaktiviraju
! IME KANALA !! SVOJSTVA
|-
| align="center"|''L – kanali'' || Od ključnog značaja za združivanje ekscitacije i kontrakcije u skeletnom, srčanom i glatkom mišiću. Imaju veliku vodljivost i vrlo slabu inaktivaciju
| ''T – kanali'' || Aktiviraju se pri maloj depolarizaciji, male su vodljivosti i brzo se inaktiviraju
|-
| align="center"|''N – kanali'' || Karakteristični su dugi nizovi uzastopne aktivacije, koja ima visok prag, iza kojih slijedi nepotpuna inaktivacija
| ''L – kanali'' || Od ključnog značaja za združivanje ekscitacije i kontrakcije u skeletnom, srčanom i glatkom mišiću. Imaju veliku vodljivost i vrlo slabu inaktivaciju
|-
| ''N – kanali'' || Karakteristični su dugi nizovi uzastopne aktivacije, koja ima visok prag, iza kojih slijedi nepotpuna inaktivacija
|}
 
 
=== Kanali – receptori ===
[[Datoteka:LGIC.png|okvir|desno|Otvaranje ionskog kanala reguliranog ligandom ]]
Kanali – receptori su kanali regulirani ligandom – signalnom molekulom što se veže na zasebno vezno mjesto izvanstaničnog ili unutarstaničnog dijela kanala.
Vezanje liganda uzrokuje konformacijsku promjenu strukture proteina, što naposljetku dovodi do otvaranja kanala i toka iona kroz membranu.
 
 
Na temelju vrste i mjesta djelovanja liganda razlikujemo:
Line 156 ⟶ 129:
 
'''Primjeri''': ''nAChR'' (nicotine acetylcholine receptor), ''GABA'' i ''Glycine receptori'', ''5-HT receptor'', ''Glutamati'',
 
 
 
Line 162 ⟶ 136:
Ionski kanali regulirani mehaničkim naprezanjem (SACs – stretch-activated ion channels) aktiviraju se i deaktiviraju pod utjecajem naprezanja, tlaka, pomaka i smicanja koje uzrokuju osjeti sluha, dodira, mirisa, okusa i vida.
Na neke od njih (vid, miris i okus) djeluju izravno trimerni G – protein tj. to su ionski kanali regulirani receptorima povezanim s G-proteinima koji stimuliraju signal u mozgu, dok na druge (dodir i sluh) koriste mehaničke podražaje koji reguliraju ionske kanale direktnim pretvaranjem mehaničke sile u električni signal.
 
 
 
 
== '''Malo budućnosti''' ==
Line 168 ⟶ 145:
Budući da su gotovo sve električne aktivnosti u organizmu povezane sa ionskim kanalima, nije čudo da postoji veliko zanimanje u farmaciji, kemiji, biofizici i drugim bio – znanostima za produbljivanje znanja o njihovim svojstvima i funkcijama, pogotovo u neekscitabilnim stanicama, otkrivanje novih ionskih kanala te poboljšanje metoda istraživanja.
Čini se da bi ionski kanali mogli biti pogodni kao biološka meta za nove lijekove koji se koriste u genskoj terapiji, terapiji tumora i bolesti živčanog sustava. Osim toga njihova vrijednost prepoznata je i u nanotenologiji kao osnova za biosenzore i mikročipove te kao model za buduće nanouređaje.
 
 
 
== '''Literatura''' ==
Dobavljeno iz "https://hr.wikipedia.org/wiki/Ionski_kanali"