Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorHücre Zarı Taşıma Sistemleri

Bağırsak epitelinde glukozun lümen yüzeyinden hücre içine alınması sürecinde rol oynayan SGLT1 (Na+Na^+/glukoz simporter) taşıyıcısının mekanizmasını araştıran bir bilim insanı; deneysel olarak hücre dışı sodyum konsantrasyonunu hücre içi konsantrasyona (15mEq/L15 mEq/L) eşitlemiş, ancak hücrenin −70mV-70 mV olan istirahat membran potansiyelini (hücre içi negatif) korumuştur.

Bu deneysel koşullar altında, SGLT1 aracılı glukoz taşınımı ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

  1. A
    Sodyumun kimyasal gradyanı ortadan kalktığı için glukoz taşınımı tamamen durur.
  2. B
    Net glukoz transportu, glukozun hücre içi/dışı konsantrasyon farkı eşitlenene kadar kolaylaştırılmış difüzyon kurallarına göre pasif olarak devam eder.
  3. İki sodyum iyonunun hücre içine girişi negatif membran potansiyeli tarafından elektriksel olarak desteklendiği için glukoz hücre içine taşınmaya devam eder.Cevap
  4. D
    Hücre içi sodyum konsantrasyonu lümen ile eşitlendiği için taşıyıcı ters yönde (eflüks) çalışarak glukozu hücreden lümene pompalar.
  5. E
    SGLT1 elektroneötr bir taşıyıcı olduğu için glukoz transport hızı membran potansiyelindeki değişikliklerden etkilenmez.

Cevap

Negatif membran potansiyelinin sağladığı elektriksel gradyan sayesinde sodyum iyonlarının içeri çekilmesi ve buna bağlı olarak glukozun hücre içine taşınmaya devam etmesi.
SGLT1 taşıyıcısı, iki sodyum iyonu ile bir glukozu hücre içine alan elektrojenik bir sistemdir. Bir iyonun hücre zarındaki hareketini belirleyen kuvvet 'elektrokimyasal gradyan'dır. Bu gradyanın iki bileşeni vardır: konsantrasyon farkı ve elektriksel potansiyel farkı. Soruda sodyumun konsantrasyonları eşitlendiği için kimyasal gradyan sıfırlanmıştır. Ancak hücre içinin negatif (−70mV-70 mV) olması, pozitif yüklü sodyum iyonları üzerinde içeriye doğru elektriksel bir çekim kuvveti oluşturmaya devam eder. Bu elektriksel enerji, glukozun konsantrasyon gradyanına karşı hücre içine taşınması için yeterli enerjiyi sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
SGLT1 taşıyıcısının mekanizmasını tanımla.
SGLT1, 2Na+2 Na^+ iyonunu 11 glukoz molekülü ile birlikte hücre içine taşıyan bir sekonder aktif taşıma (simport) sistemidir.
Transportun yönü ve enerjisi sodyumun elektrokimyasal gradyanına bağlıdır.
2
Elektrokimyasal gradyanın bileşenlerini analiz et.
Toplam gradyan ΔG=RTln⁡([Na+]i/[Na+]o)+zFVm\Delta G = RT \ln([Na^+]_i/[Na^+]_o) + zFV_m formülü ile ifade edilir. Kimyasal fark (konsantrasyon) ve elektriksel fark (voltaj) toplam enerjiye katkıda bulunur.
Sadece sodyum konsantrasyonuna odaklanmak, elektriksel çekim kuvvetini gözden kaçırmaya neden olur.
3
Deneysel koşulları verilere uygula.
[Na+]dıs\c=[Na+]ic\c[Na^+]_{dış} = [Na^+]_{iç} olduğu için kimyasal gradyan sıfırdır, ancak Vm=−70mVV_m = -70 mV olduğu için elektriksel gradyan içeriye doğru güçlü bir çekim kuvveti oluşturur.
Hücre içi negatif potansiyel, pozitif yüklü sodyum iyonlarını lümenden hücre içine doğru iter.
4
SGLT1'in elektrojenik yapısını değerlendir.
Taşıyıcı her döngüde net +2+2 yükü içeri soktuğu için elektriksel potansiyel farkı transportu tek başına yürütebilir.
Elektrojenik taşıyıcılar hem konsantrasyon hem de voltaj gradyanından enerji alabilirler.

Anahtar Kavram

Elektrokimyasal gradyanın elektriksel bileşeni (elektrojenik transport)

Daha Fazla Pratik

SGLT1 ve SGLT2 arasındaki stokiyometri farkının (2:1 vs 1:1) böbrek ve bağırsaktaki glukoz geri emilim kapasitesine etkisini inceleyiniz.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Hücre Zarı Taşıma Sistemleri

Bu konudan daha fazla soru