Cơ chế hút khoáng chủ động

Cơ chế hút khoáng chủ động Quá trình hút chủ động các nguyên tố khoáng bởi hệ rễ có liên quan đến quá trình trao đổi chất của tế bào. Đây là quá trình chọn lọc và chủ động. Sự vận chuyển tích cực (active transport) khác với sự vận chuyển bị động (passive transport) ở những đặc điểm sau: - Không phụ thuộc vào gradient nồng độ: có thể vận chuyển ngược gradient nồng độ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ chế hút khoáng chủ động Cơ chế hút khoáng chủ độngQuá trình hút chủ động các nguyên tố khoángbởi hệ rễ có liên quan đến quá trình trao đổichất của tế bào. Đây là quá trình chọn lọc vàchủ động.Sự vận chuyển tích cực (active transport) khácvới sự vận chuyển bị động (passive transport)ở những đặc điểm sau:- Không phụ thuộc vào gradient nồng độ: cóthể vận chuyển ngược gradient nồng độ.- Cần sử dụng năng lượng và chất mang.- Có thể vận chuyển các ion hay các chấtkhông thấm hay thấm ít với màng lipoprotein.- Có tính đặc hiệu cho từng loại tế bào và từngloại tế bào và từng chất.Có rất nhiều quan điểm đưa ra nhằm giải thíchcơ chế hút khoáng chủ động, trong đó thuyếtchất mang được thừa nhận rộng rãi nhất.* Thuyết chất mang:Thuyết chất mang cho rằng trên màng sinhchất, trong quá trình trao đổi chất hình thànhnên những chất không chỉ có khả năng tươngtác với các nguyên tố khoáng của môi trườngngoài mà còn vận chuyển chúng qua màng.Các chất này được gọi là chất mang. Chúngcó nhiệm vụ tổ hợp với các ion ở phía ngoàimàng và giải phóng ion phía trong màng.Điều quan trọng là thừa nhận một phức hợptrung gian chất mang- ion như là một phươngtiện thuận lợi cho việc vận chuyển ion quamàng. Để phức hợp này được hình thành,trước tiên chất mang phải được hoạt hóabằng năng lượng của ATP và enzymephosphokinase. Vì vậy đây là một quá trìnhvận chuyển tích cực ion liên quan đến quátrình trao đổi chất của tế bào. Khi chất mangđược hoạt hóa nó dễ dàng kết hợp với ion vàđưa ion vào bên trong. Nhờ enzymephotphatase mà ion được tách khỏi phức hệđể giải phóng vào bên trong màng. Ion giảiphóng tham gia tương tác với các phân tử củanguyên sinh chất, còn chất mang quay trở lạibề mặt màng và lại tiếp tục vận chuyển cácnguyên tố khoáng.Quá trình này có thể chia làm ba giai đoạn:- Hoạt hóa chất mang:Chất mang + ATP --Kinase--> Chất mang* +ADP- Tạo phức hệ ion-chất mangChất mang* --ion--> Phức hợp chất mang*-ion- Giải phóng ionPhức hợp chất mang*-ion --Phosphatase--> Chất mang + ionTrong ba giai đoạn, chỉ có giai đoạn đầu tiêncần năng lượng để hoạt hóa chất mang.Theo quan niệm này, chất mang là phươngtiện vận chuyển, nhờ nó mà ion chui qua được màng ngăn cách giữa môi trườngtrong và ngoài, còn các ion tự do thì khôngchui qua được.Về bản chất hóa học của chất mang, nhiều tácgiả cho rằng có chất mang chuyên hóa (chỉ chuyên mang một ion nào đó) và có chất mang chung (mang bất kỳ ion nào). Các chấtmang ấy có thể là các acid amine và proteinlưỡng tính, có thể là sản phẩm trao đổi trunggian của glucid như glucozamine vàgalactozamine. ATP-ase, các phosphatid, sảnphẩm trao đổi nitrogen và protein, các enzyme oxi hóa-khử, và cũng có thể là các nucleoproteid.Cơ chế vận chuyển phức hệ ion-chất mang hiện cũng còn những quan điểmkhác nhau. Theo ý kiến nhiều tác giả, phứchợp ion-chất mang tan trong nước và có thểkhuếch tán qua màng lipoprotein theo gradientnồng độ (chất mang khuếch tán). Chất mang có thể quay trên màng và chuyểnion thừ mặt này sang mặt kia của màng (chấtmang quay). Chất mang có thể vận chuyển ionvào trong tế bào bằng cách trượt dọc thànhcác lỗ đầy nưước của màng (chất mangtrượt). Cuối cùng chính các protein co duỗi giữvai trò chất mang. Sự vận chuyển ion đượcthực hiện bởi sự co và duỗi theo nhịp điệu củamạch peptid (chất mang co duỗi). Sơ đồ minh họa thuyết chất mang a. Chất mang trượt; b. Chất mang quay; c. Chất mang co duỗiNhư vậy, sự xâm nhập các chất vào tế bàođược thực hiện bởi hai cơ chế thụ động vàchủ động. Nhìn chung cả hai cơ chế này đềudiễn ra song song trong cây. Nếu một tronghai phương thức trên bị ức chế thì sự hút cácchất cũng bị ức chế. Tuy nhiên nhiều tác giảphủ nhận tính thụ động của cơ chế hút khoángvà cho rằng tất. cả các chất khoáng và cácchất hữu cơ của môi trường bên ngoài đều bịtế bào chiếm lấy một cách chủ động. Các tác giả này chỉ công nhận cơ chế trao đổi chất (sự hút khoáng liên quan đến trao đổi chất), còn cơ chế không trao đổi chất phải thông qua hiện tượng ẩm bào(pinocytosis) và thực bào (fagocytosis). ...