زنگ تفريح شماره 83
موجودات زنده به منظور كسب مواد لازم براي ادامه حيات و همچنين دفع مواد اضافي و انجام فرآيندهاي حياتي خود نياز به مبادله مواد داشته و بر همين اساس نياز به مكانيسم‌هايي جهت نيل به اين هدف دارند. به طور كلي تصور موجودات زنده بدون وجود امكان انتقالات سلولي غيرممكن بوده و در تمامي فرآيندهاي زيستي مثل فتوسنتز،تنفس،انتقال پيام‌هاي عصبي دخيل هستند. از سويي ديگر همان‌طور كه مي‌دانيد، سلول‌ها به عنوان واحدهاي تشكيل دهنده موجودات زنده توسط غشاهاي زيستي احاطه شده‌اند كه اين غشاها متشكل از ليپيدها و پروتئين‌ها بوده كه ليپيدها به دليل ساختار آبگريز خود مانع از انتشار ساده مولكول‌هاي باردار از عرض غشا مي‌شوند. انتقال يون‌ها و مولكول‌هاي باردار مستلزم جدايي اين مولكول‌ها از مولكول‌هاي آب احاطه كننده و سپس عبور از غشايي آبگريز با قطري در حدود 30 نانومتر است. ميزان انرژي لازم براي عبور از عرض غشا براي چنين مولكول‌هايي به حدي بالاست كه عملا بايد گفت كه غشاها نسبت به اين مواد نفوذناپذير هستند. پروتئين‌هاي ناقل با كاهش ميزان انرژي مورد نياز براي اين انتقال،منجر به تسهيل آن مي‌شوند.
احتمالا در ژنوم انسان بيش از هزار ژن كد كننده پروتئين‌هاي ناقل وجود دارد. در يك ديد كلي ناقل‌ها را مي‌توان به دو ابرخانواده حامل‌ها (Carriers) و كانال‌ها (Channels) تقسيم‌بندي نمود كه هر يك از اين دو گروه به زيرگروه‌هاي مختلفي تقسيم بندي مي‌شوند.
1-حامل‌ها با اختصاص يافتگي بالا به سوبستراي خود متصل شده و نكته مهم در مورد آنها اين است كه اين گروه مشابه آنزيم‌ها خاصيت اشباع شدگي دارند و بعد از اشباع از سوبستراي اختصاصي خود، عمل آنها متوقف مي‌شود.اين پروتئين‌ها اغلب به صورت منومري عمل مي‌نمايند.برخي از حاملين موسوم به تك‌برها (Uniporters)، به طور ساده باعث انتشار ساده مولكول‌ها در راستاي غلظت مولكول‌ها مي‌شوند.
اغلب اعضاي ديگر اين گروه از انرژي به منظور انتقال مواد استفاده مي‌نمايند كه خود اين گروه را نيز مي‌توان به دو گروه طبقه بندي نمود:
گروه اول موسوم به ناقلين فعال اوليه (Primary active transport) براي انتقال مواد از انرژي مستقيم ايجاد شده از يك واكنش شيميايي (معمولا تبديل ATP به ADP) استفاده مي‌كنند.
گروه دوم موسوم به ناقلين فعال ثانويه (Secondary active transport) باعث انتقال همزمان دو مولكول (كه انتقال يكي انرژي‌خواه و انتقال ديگري انرژي‌زا بوده و از انرژي آزاد شده از انتقال انرژي‌زا براي انتقال مولكول انرژي‌خواه استفاده مي‌نمايند).
2-كانال‌ها داراي سرعت انتقال بيشتري نسبت به حامل‌ها بوده،اختصاص يافتگي كمتري داشته و غير قابل اشباع هستند.اين پروتئين‌ها اغلب به صورت پليمري متشكل از زيرواحدهاي مشابه عمل مي‌نمايند.