Examkin

Question

Difficulty: Very hardHücre Zarı Taşıma Sistemleri

İyon kanalları üzerinden gerçekleşen pasif taşıma süreçlerinde, kanallar belirli iyonlara karşı son derece yüksek bir seçicilik (selectivity) gösterirler. Örneğin, bir potasyum (K+K^+) kanalı, kendisinden daha küçük bir iyonik yarıçapa sahip olan sodyum (Na+Na^+) iyonlarının geçişine neredeyse hiç izin vermezken (1/10.0001/10.000 oranında), potasyum iyonlarını saniyede 10810^8 gibi yüksek bir hızla kanaldan geçirir. Bu seçicilik filtresi (selectivity filter) mekanizmasının moleküler temelindeki en önemli faktör aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    Sodyum iyonunun hidratasyon kılıfı ile birlikte kanalın en dar bölgesinden geçebilecek kadar küçük olması, potasyumun ise fiziksel olarak kanala sığmaması
  2. Seçicilik filtresindeki karbonil oksijenlerinin, potasyumun su molekülleriyle yaptığı etkileşimleri mükemmel şekilde taklit ederek dehidratasyon enerji bariyerini düşürmesi; sodyumun ise bu oksijenlerle etkileşime giremeyecek kadar küçük kalarak enerji bariyerini aşamamasıAnswer
  3. C
    Kanalın iç yüzeyinin tamamen hidrofobik amino asitlerle kaplı olması ve bu durumun sadece büyük çaplı ve düşük yüklü iyonların geçişine izin vermesi
  4. D
    Potasyum kanallarının, her bir iyonun geçişi için doğrudan ATPATP hidrolizi gerçekleştiren ve iyonu konsantrasyon gradyanına karşı pompalayan birer primer aktif taşıyıcı olması
  5. E
    Sodyum iyonlarının kanal içinde protonlarla (H+H^+) rekabete girerek kanalı tıkaması ve bu durumun potasyum geçişi için gerekli olan elektrostatik itkiyi sağlaması

Answer

Seçicilik filtresindeki karbonil oksijenlerinin potasyumun hidratasyon kılıfını mükemmel şekilde taklit etmesi ve sodyumun bu yapıya tam uyum sağlayamaması nedeniyle enerji bariyerini aşamaması
Doğru seçenek, iyon kanallarındaki seçiciliğin sadece fiziksel büyüklükle değil, iyonun su kılıfından ayrılma maliyeti ile kanal proteinindeki koordinasyon bölgeleri (karbonil oksijenleri) arasındaki enerjetik uyumla sağlandığını ifade etmektedir. Potasyum iyonu filtredeki oksijenlerle mükemmel uyum sağlarken, daha küçük olan sodyum iyonu bu etkileşimi kuramadığı için su kılıfından ayrılamaz.

Step-by-Step Solution

1
İyonların sulu ortamdaki durumunu analiz etme
İyonlar hücre dışında su molekülleriyle çevrilidir (hidratasyon kılıfı).
Kanaldan geçebilmek için iyonun bu su kılıfından ayrılması (dehidratasyon) gerekir.
2
Dehidratasyonun enerji maliyetini değerlendirme
Su kılıfından ayrılmak yüksek miktarda enerji gerektirir.
Kanal, bu enerji maliyetini iyonla kuracağı yeni bağlarla dengelemek zorundadır.
3
Seçicilik filtresindeki atomik dizilimi inceleme
Potasyum kanallarının daralmış bölgesinde (filtre) amino asitlerin karbonil oksijenleri lümene doğru yönelmiştir.
Bu oksijenler, potasyum iyonunu tam olarak çevreleyerek su moleküllerinin yerini alır ve enerji bariyerini ortadan kaldırır.
4
Sodyumun neden geçemediğini belirleme
Sodyum iyonu potasyumdan daha küçük olduğu için filtredeki karbonil oksijenlerinin hepsine aynı anda dokunamaz.
Enerji maliyeti karşılanamadığı için sodyum su kılıfından ayrılamaz ve filtreden geçemez.

Key Concept

İyon Kanallarında Seçicilik ve Dehidratasyon Enerjisi
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Hücre Zarı Taşıma Sistemleri

More questions from this topic