מנגנוני מעבר דרך ממברנות ביולוגיות

	יש לערוך ערך זה. ייתכן שהערך סובל מבעיות ניסוח, סגנון טעון שיפור או צורך בהגהה, או שיש לעצב אותו, או מפגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים.
	אתם מוזמנים לסייע ולערוך את הערך. אם לדעתכם אין צורך בעריכת הערך, ניתן להסיר את התבנית. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה.	עריכה

מעבר (טרנספורט) מבוקר של חומרים דרך ממברנת התא הוא מנגנון בעל חשיבות עליונה לקיום חיים ומשמש תאים לשמירה על ההומיאוסטאזיס . התהליך מתבצע באמצעות מספר מנגנוני טרנספורט שונים, חלקם פאסיביים, וחלקם אקטיביים.

‏מנגנוני העברה פאסיביים (אנ') הם מנגנונים המשמשים תאים לשמירה על מפל ריכוזים שווה, בעזרתם מתרחש מעבר של חומרים דרך ממברנה מאזור בו ריכוזם גבוה לאזור בו ריכוזם נמוך. מעבר חומרים בדרך זו מכונה לרוב תהליך ספונטני, שאינו צורך אנרגיה.

דיפוזיה פשוטה

דיפוזיה פשוטה (Simple Diffusion) היא תנועה ספונטנית ואקראית של חלקיקים בודדים של גז או מומס (מולקולה או יון) בסביבתו (גזית, או נוזלית) כתוצאה מהאנרגיה הקינטית שלהם. ההתנגשות האקראית בין החלקיקים מביאה להחלפת אנרגיה ביניהם ולשינוי בכיוון תנועתם. כיוון התנועה נטוי בהתאם למפל הריכוזים של החומר: מערכת שתמיד שואפת להגדלת האנטרופיה שלה, ע"פ החוק השני של התרמודינמיקה. לכן, בדיפוזיה פשוטה חומרים עוברים במפל ריכוזים (מצב של אנטרופיה נמוכה) עד למצב של השואת ריכוזים (אנטרופיה גבוהה).

‏אוסמוזה

‏תהליך האוסמוזה הוא תהליך דומה מאוד לתהליך הדיפוזיה, ומתרחש כאשר מפל הריכוזים אינו שווה מחוץ לתא ובתוכו, אך החלקיקים המומסים גדולים מדי כדי לעבור דרך ממברנת התא; במקרה כזה, מים יוצאים מהתא או נכנסים אליו בתהליך אוסמוזה במטרה להביא למפל ריכוזים שווה.

‏גם תהליך האוסמוזה הוא תהליך ספונטני שקורה ללא השקעת אנרגיה כלל. המומסי גדולים מדי כדי לעבור בדיפוזיה.ם

דיפוזיה מסתייעת (אנ') (Facilitated Diffusion) היא דרך מעבר חומרים אקטיבית דרך ממברנה ושינוי מפל הריכוזים אשר מסתייעת בחלבונים מסוג נשאים או תעלות הנמצאים על ממברנת התא.

תעלות

תעלה היא פתח חלבוני בקרום התא היוצר מעבר בין פנים התא לחוץ התא. התעלה לרוב צרה ואינה מאפשרת מעבר של מולקולות גדולות. התעלה מתפקדת בהתאם למפל הריכוזים: חומרים עוברים משני צדדי התעלה מריכוז גבוה אל ריכוז נמוך.

התעלות ברובן הידרופיליות. בחלקן הפנימי והידרופוביות בחלקן החיצוני, וכך הן מאפשרות מעבר חומרים הידרופיליים קטנים (המתקשים לעבור דרך הממברנה ההידרופובית). כמו כן התעלות עוברות שינויי קונפורמציה לעיתים רחוקות יחסית, במהלכן הן נפתחות או נסגרות בהתאם לחומרים שיש להעביר. זאת בניגוד לנשאים (Carriers), העוברים שינוי קונפורמציה כאשר מולקולה מתקשרת איתם.

קיימות גם תעלות יונים ותעלות של מולקולות קטנות חסרות מטען הנקראות תעלות מים (Aquaporins), שהן בעצם פתחים צרים והידרופילים; תעלות המים מתפקדות בהתאם לקשרי חלבון-ליגנד:ומחייבות זיהוי מוצלח בהתאמה מרחבית, אחרת התעלות מאבדות את הסלקטיביות שלהן. כל תעלת מים מתמחה בהעברת חומר אחד האופייני לה - תעלות גליצרול (גליצרופונים), תעלות פחמן דו-חמצני וכו'.

נשאים (Carriers) הם חלבוני ממברנה המאפשרים למולקולות גדולות לעבור דרך ממברנת התא, על פי מפל הריכוזים שלהם בתוך ומחוץ לתא. הנשאים נפתחים ונסגרים לסירוגין עם כל מעבר של מולקולה, בניגוד לתעלות, על פי המנגנון הבא:

• הנשא מזהה את המולקולה המתאימה באחד מצידי הממברנה וקושר אותה
• בעקבות ההתקשרות הנשא עובר שינוי קונפורמציה (שינוי מבנה), נסגר בצד הממברנה הזה ונפתח בכיוון השני. לצדה של הממברנה.
• כאשר הנשא נפתח, המולקולה משתחררת ואז הנשא עובר שינוי מבנה נוסף בו הוא חוזר למבנהו המקורי.

תהליך זה של העברת מולקולות אינו צורך אנרגיה.

הובלה פעילה (Active Transport) היא דרך מעבר של חומרים דרך כרום התא, הפעם בניגוד למפל הריכוזים שלהם והיא אינה תהליך ספונטני, אלא תהליך שצורך אנרגיה.

ישנן שתי שיטות עיקריות בהובלה אקטיבית, בובלה על ידי משאבות והובלה על ידי קו-טרנספורטרים.

משאבות (Pumps) הם חלבונים המשתמשים באנרגיה הבאה מהמטבוליזם של התא (ATP) כדי לשאוב/לפלוט חומר בניגוד למפל הריכוזים שלו. המשאבות הנפוצות ביותר בתאים אאוקריוטים הן משאבת נתרן-אשלגן, הצורכת כשליש מאנרגיית הגוף, ומשאבת פרוטונים, המעבירה פרוטונים בצורה אקטיבית דרך הממברנה כנגד מפל הריכוזים שלהם. לעיתים משאבות משתמשות באנרגיית אור.

קו-טרנספורטרים (Cotransports או העברה אקטיבית שניונית) הוא חלבון שמעביר חומרים דרך קרום התא אשר אינו משתמש באנרגיה שבאה מהמטבוליזם (ATP) אלא הוא מנצל את האנרגיה שהשתחררה כתוצאה ממפל הריכוזים שהמשאבות ייצרו.

העברה עם מפל הריכוזים, דיפוזיה מסתייעת באמצעות נשא. מעבר ספונטני פסיבי.

צימוד תהליך הדיפוזיה בהתאם למפל הריכוזים של חומר אחד עם תהליך העברת חומר אחר כנגד מפל הריכוזים. מעין "תפיסת טרמפ". בהעברת סימפורט שתי המולקולות עוברות באותו זמן ובכיוונים זהים. העברת שני חומרים בו זמנית לאותו הכיוון דרך קרום התא כמין נשא שהוא חלבון בעל שתי אזורי התקשרות אחד האתר הפעיל שהתקשרות אליו דורשת אנרגיה והשני אתר קרוב לאתר שדרש אנרגיה (האתר הפעיל) וחומר נוסף שכביכול היה צריך לדרוש אנרגיה עשה זאת ללא שום אנרגיה.

צימוד תהליך הכנסת חומר אחד לתא בהתאם למפל הריכוזים עם תהליך הוצאת חומר אחר מהתא כנגד מפל הריכוזים, ולהפך. העברת שתי מולקולות באותו זמן ובכיוונים שונים, על כל הוצאת מולקולה אחת הכנסת מולקולה אחרת.

‏אנדוציטוזה (באנגלית, Endocytosis) או הובלה על ידי שלפוחיות (באנגלית, Vesicles), היא דרך מעבר של חומרים דרך קרום התא שמתרחשת כאשר מולקולה גדולה צריכה להכנס אל התא; בתהליך האנדוציטוזה, נוצרות מעין שלפוחיות הבנויות משכבה כפולה של פוספוליפידים, בדומה לממברנת התא, שמתחברות אל הקרום ונפתחות בצידן השני ובכך מולקולות גדולות נכנסות אל התאים ויוצאות מהם.

• נשא (חלבון)
• אתר אופק, מטח (קורס מבנה התא ותפקודו)

• הובלה ביולוגית, דף שער בספרייה הלאומית