UNIPORTE: VẬN CHUYỂN QUA MÀNG, ĐẶC ĐIỂM - SINH HỌC - 2026

Thuật ngữ uniport được sử dụng trong sinh học để mô tả sự vận chuyển của các phân tử riêng lẻ theo một hướng duy nhất qua màng tế bào và xuống dốc nồng độ của nó (vận chuyển thuận lợi).

Loại vận chuyển này qua màng, đặt ra một hàng rào thẩm thấu chọn lọc, giả sử duy trì một môi trường nội bào ổn định hơn hoặc ít hơn, cho phép thiết lập nhiều chức năng tế bào phụ thuộc vào sự cân bằng phân tử và năng lượng.

Sơ đồ đại diện của vận tải Uniporte (Nguồn: Emma Dittmar qua Wikimedia Commons)

Giao tiếp giữa các tế bào, cũng như giữa các tế bào và môi trường xung quanh chúng, là một quá trình thiết yếu cho sự sống của tất cả các sinh vật và phụ thuộc, ở mức độ lớn, vào một nhóm protein xuyên màng được gọi là "protein vận chuyển".

Các protein này chịu trách nhiệm vận chuyển những chất mà do bản chất hóa học của chúng, không thể dễ dàng qua màng, chẳng hạn như các ion và các phân tử hòa tan trong nước như axit amin và glucose.

Cần lưu ý rằng việc vận chuyển loại phân tử này từ hoặc ra ngoài tế bào, hoặc từ tế bào đến lòng bào quan, được thực hiện qua trung gian của các protein vận chuyển cụ thể, có khả năng "nhận biết" hoặc xác định chất nền mà chúng phải vận chuyển.

Vận chuyển qua màng

Một số tác giả cho rằng có ba loại chất vận chuyển trong màng tế bào: máy bơm, protein kênh và protein vận chuyển.

- Máy bơm

Các máy bơm là các protein vận chuyển các phân tử nhỏ theo độ dốc nồng độ hoặc thế điện của chúng, và tận dụng lực năng lượng đến từ quá trình thủy phân ATP (chúng là ATPase). Những protein này thực hiện cái được gọi là "vận chuyển tích cực", vì nó cần năng lượng.

- Kênh protein

Các protein kênh tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các ion và nước khác nhau có lợi cho gradient nồng độ hoặc điện thế của chúng. Chúng bao gồm các "ống dẫn" được tạo thành bởi các protein xuyên qua màng trong toàn bộ độ dày của nó, qua đó các phân tử di chuyển với tốc độ cao.

Có những protein kênh mở vĩnh viễn, trong khi những protein khác có thể đóng lại, mở ra để đón nhận những kích thích đặc biệt.

- Vận chuyển protein

Các protein vận chuyển là một lớp học của các protein tạo điều kiện cho sự di chuyển của nhiều ion và các phân tử qua màng sinh học.

Những protein này tương tác trực tiếp với chất nền mà chúng vận chuyển và sự tương tác này tạo ra những thay đổi về cấu trúc trong cấu trúc của chúng, do đó sự vận chuyển có chọn lọc tinh vi và chậm hơn so với hai loại khác được mô tả.

Các loại protein mang

Trong các tài liệu khoa học, người ta thường tìm thấy các văn bản đề cập đến ba loại protein vận chuyển: chất vận chuyển, chất chống vận chuyển và chất vận chuyển đơn.

Giao hưởng và phản thể thao liên quan đến chuyển động đồng thời của hai phân tử. Điều này kết hợp chuyển động của một trong số chúng so với gradien nồng độ hoặc thế điện của nó với chuyển động của (hoặc nhiều hơn) khác để có lợi cho gradien của nó (thường là các ion).

Cụ thể, giao hưởng hợp tác với sự vận chuyển của hai phân tử theo cùng một hướng, trong khi phản hỗ trợ liên quan đến chuyển động của một phân tử theo một hướng và một hướng khác theo hướng ngược lại.

Uniport là lớp vận chuyển màng đơn giản nhất, vì nó bao gồm vận chuyển một phân tử đơn lẻ tại một thời điểm và có lợi cho gradient nồng độ của nó, vì vậy có thể nói rằng bằng cách nào đó nó tạo điều kiện thuận lợi cho sự khuếch tán đơn giản.

Ví dụ, các protein Unicarrier là những protein chuyển đường, axit amin và nucleotide từ bên ngoài vào bên trong tế bào động vật.

Một số vi khuẩn, thực vật và sinh vật nhân thực bậc thấp có các đại diện của một siêu họ protein mang, các thành viên của chúng xúc tác cho cả unport ,hony và antport. Siêu gia đình này được gọi là "siêu gia đình hỗ trợ chính."

nét đặc trưng

Các protein Unicarrier đẩy nhanh sự di chuyển của các phân tử từ bên này sang bên kia của màng sinh chất.

Sự chuyển động này là thuận lợi về mặt năng lượng, vì các phân tử được vận chuyển có lợi cho gradien nồng độ của chúng, nghĩa là từ nơi có “nhiều hơn” đến nơi có “ít hơn”. Vì lý do này, uniport thường được coi là một loại hình khuếch tán thuận lợi hoặc vận chuyển thuận lợi.

Một số đặc điểm riêng phân biệt loại hình vận tải này:

- Tốc độ di chuyển của một phân tử từ phía này sang phía khác, có lợi cho gradient của nó thông qua một protein đơn mang, lớn hơn tốc độ xảy ra bởi sự khuếch tán đơn giản.

- Như với tất cả các quá trình vận chuyển được xúc tác bởi các chất vận chuyển (bao gồm cả giao hưởng và phản vận chuyển), uniport là cụ thể, vì mỗi protein nhận ra một phân tử cụ thể.

- Không giống như sự khuếch tán đơn giản, uniport xảy ra ở các vị trí màng đặc biệt (nơi tìm thấy các protein vận chuyển) và vì có một số lượng protein hạn chế nên nó có tốc độ tối đa, được xác định bởi số lượng chất vận chuyển và nồng độ của chất nền được vận chuyển.

Các loại

Các protein Unicarrier, theo Woelfersberger (1994), có thể được phân loại là các kênh và là chất vận chuyển hoặc "chất mang".

Kênh truyền hình

Như có thể hiểu từ tuyên bố trước, protein kênh thuộc phân loại của protein vận chuyển đơn mang. Các loại protein này về cơ bản là các lỗ xốp ưa nước (liên quan đến nước) đi qua màng và qua đó nước và các chất hòa tan khác có thể di chuyển bằng cách khuếch tán, vì nó xảy ra có lợi cho gradient nồng độ của chúng.

Phần bên trong hoặc lòng của mỗi kênh protein được tổ chức trong màng theo cách có thể tiếp cận được với cả hai bên của màng cùng một lúc.

Băng tải hoặc

Chất vận chuyển hoặc chất mang cũng là các protein xuyên màng tạo thành một loại ống dẫn xuyên qua toàn bộ độ dày của màng tế bào. Tuy nhiên, mặc dù chúng có các vị trí liên kết cơ chất ở cả hai mặt của màng, nhưng chúng không được tiếp xúc đồng thời.

Vì lý do này, các chất vận chuyển có thể tạo điều kiện cho chuyển động theo cả hai hướng và cũng có thể phản vận chuyển, trong khi các protein kênh thì không.

Ví dụ

Trong số các ví dụ tiêu biểu nhất của uniport là trường hợp vận chuyển glucose qua màng sinh chất của tế bào động vật có vú. Sự vận chuyển này được xúc tác bởi một nhóm protein được gọi là GLUT (từ viết tắt trong tiếng Anh của Glucose Transporters).

Cấu trúc tinh thể của GLUT1, một chất vận chuyển glucose của màng tế bào động vật có vú (Nguồn: A2-33 qua Wikimedia Commons)

Chúng là các protein xuyên màng bao gồm một chuỗi peptit đi qua màng sinh chất ít nhất 12 lần và có các vị trí liên kết với glucose ở cả bên ngoài và bên trong.

Loại protein này có hai cấu trúc, một cấu trúc khi nó không liên kết với glucose và một cấu trúc khác khi nó liên kết với nó. Những thay đổi về cấu trúc trong các protein này có thể đảo ngược và ngẫu nhiên và phụ thuộc vào sự liên kết của glucose.

Ngoài ra, chúng xúc tác vận chuyển theo cả hai hướng, tùy thuộc vào nồng độ glucose ở bên này hay bên kia của màng.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Sinh học phân tử của tế bào (xuất bản lần thứ 6). New York: Khoa học Garland.
2. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 5). Freeman, WH & Công ty.
3. Beavis, AD, & Vercesi, AE (1992). Anion uniport trong ty thể thực vật được trung gian bởi một kênh anion màng trong không nhạy cảm với Mg2 +. Tạp chí Hóa học Sinh học, 267 (5), 3079-3087.
4. Wolfersberger, MG (1994). Uniporters, giao hưởng và phản vận động viên. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm, 196, 5–6.
5. Kakuda, DK và MacLeod, CL (1994). Vận chuyển không phụ thuộc Na + (uniport) của axit amin và glucose trong tế bào động vật có vú. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm, 196, 93-108.
6. Marger, MD, & Saier, MH (1993). Một siêu họ chính của các chất điều khiển xuyên màng xúc tác cho uniport, giao hưởng và phản công. Xu hướng Khoa học Hóa sinh, 18 (1), 13–20.
7. Bonifacino, JS, & Lippincott-Schwartz, J. (2003). Các protein áo: định hình vận chuyển màng. Nature Reviews, 4 (tháng 5), 409–414