Нерст потенциалы менен мембраналык потенциалдын ортосундагы негизги айырма: Нерст потенциалы – бул клетка мембранасы аркылуу белгилүү бир иондун мембрана аркылуу таза диффузиясына каршы турган потенциал, ал эми мембраналык потенциал – бул мембраналык потенциалдын электр потенциалынын ортосундагы айырма. биологиялык клетканын ички жана тышкы электр потенциалы.
Нернст потенциалы жана мембраналык потенциал биохимиядагы маанилүү терминдер. Көбүнчө адамдар бул терминдерди бири-бирине алмаштырып колдонушат, бирок алардын бир аз айырмасы бар.
Нерст потенциалы деген эмне?
Нернст потенциалы (кайтаруу потенциалы деп да аталат) – бул мембрана аркылуу белгилүү бир иондун таза диффузиясына каршы турган клетка мембранасы аркылуу өтүүчү потенциал. Бул термин биохимияда өзүнүн негизги колдонмолоруна ээ. Нернст потенциалын аныктоо үчүн клетканын ичиндеги жана сыртындагы ошол спецификалык иондун (клетка мембранасы аркылуу өтүүгө аракет кылган) концентрацияларынын катышын колдоно алабыз. Мындан тышкары, бул термин электрохимиялык клеткаларга байланыштуу электрохимияда да пайдалуу. Нерст потенциалын аныктоо үчүн биз колдонгон теңдеме Нернст теңдемеси.
Нернст теңдемеси – электрохимиялык клетканын калыбына келтирүү потенциалы менен стандарттык калыбына келтирүү потенциалынын ортосундагы байланышты көрсөткөн математикалык туюнтма. Бул теңдеме окумуштуу Вальтер Нернсттин атынан аталып калган. Мындан тышкары, Нернст теңдемеси электрохимиялык кычкылдануу жана калыбына келтирүү реакцияларына таасир этүүчү башка факторлорго, мисалы, кычкылдануу жана калыбына келтирүүгө дуушар болгон химиялык түрлөрдүн температурасы жана химиялык активдүүлүгүнө көз каранды.
Нерст теңдемесин чыгарууда клеткада пайда болгон электрохимиялык кайра түзүүлөр менен байланышкан Гиббстин бош энергиясындагы стандарттык өзгөрүүлөрдү эске алышыбыз керек. Электрохимиялык клетканын калыбына келтирүү реакциясы төмөнкүчө берилиши мүмкүн:
Ox + z e– ⟶ Кызыл
Термодинамикада реакциянын иш жүзүндөгү эркин энергия өзгөрүшү, E=Эредукция – Эоксидация
Гиббс бош энергиясын (ΔG) E менен (потенциалдуу айырма) төмөнкүдөй байланыштырсак болот:
ΔG=-nF
Бул жерде n - реакция жүрүп жаткан кезде химиялык түрлөрдүн ортосунда өткөн электрондордун саны, F Фарадей константасы. Эгерде стандарттык шарттарды эске алсак, анда теңдеме төмөнкүдөй болот:
ΔG0=-nFE0
Стандарттуу эмес шарттардагы Гиббс бош энергиясын стандарттык шарттардагы Гиббс энергиясы менен төмөнкү теңдеме аркылуу байланыштырсак болот.
ΔG=ΔG0 + RTlnQ
Андан кийин, биз жогорудагы теңдемелерди бул стандарттуу теңдемеге алмаштырып, Нерст теңдемесин төмөнкүдөй алсак болот:
-nFE=-nFE0 + RTlnQ
Анда Нерст теңдемеси төмөнкүдөй:
E=E0 – (RTlnQ/nF)
Мембраналык потенциал деген эмне?
Мембраналык потенциал (мембраналык потенциал же мембраналык чыңалуу деп да белгилүү) - биологиялык клетканын ички бөлүгүнүн электр потенциалы менен сырткы электр потенциалынын ортосундагы айырма. Алардын арасында клетканын тышкы электр потенциалы адатта милливольт (мВ) бирдигинде берилет жана мааниси -40 мВдан -80 мВга чейин.
Биологияда жаныбарлардын бардык клеткалары эки катмарга камтылган белокторду камтыган липиддик кош катмардан турган курчап турган мембранага ээ. Бул мембрана изолятор жана иондордун кыймылын кармап турган диффузиялык тосмо катары иштей алат. Ион ташыгычтар же ион насостору катары иш алып барган трансмембраналык белоктор бар. Алар мембрана аркылуу иондорду активдүү түртүп, мембрана боюнча концентрация градиентин түзө алышат. Бул иондук насостор жана ион каналдары электрдик жактан батареялардын жана резисторлордун жыйындысына барабар. Демек, бул компоненттер мембрананын эки тарабынын ортосунда чыңалуу түзүшү мүмкүн.
Дээрлик бардык плазмалык мембраналар мембрана боюнча электрдик потенциалга ээ, анын ичинде терс заряд, ал эми сыртында оң заряд бар. Бул электрдик потенциалдын эки негизги функциясы бар: клетканын батарея катары иштешине уруксат берүү жана клетканын ар кайсы бөлүктөрүнүн ортосунда сигналдарды өткөрүү.
Нерст потенциалы менен мембраналык потенциалдын ортосунда кандай айырма бар?
Нернст потенциалы жана мембраналык потенциал биохимиядагы маанилүү терминдер. Көбүнчө, адамдар бир аз айырмачылыктарга ээ болсо да, аларды алмаштырып колдонушат. Нернст потенциалы менен мембраналык потенциалдын ортосундагы негизги айырма - бул Nernst потенциалы клетка мембранасы аркылуу белгилүү бир иондун мембрана аркылуу таза диффузиясына каршы турган потенциал, ал эми мембраналык потенциал ички электр потенциалы менен электрдик потенциалдын ортосундагы айырма. биологиялык клетканын сырткы потенциалы.
Кыскача маалымат – Нерст потенциалы менен мембраналык потенциал
Нернст потенциалы жана мембраналык потенциал биохимиядагы маанилүү терминдер. Нернст потенциалы менен мембраналык потенциалдын ортосундагы негизги айырма, Нерст потенциалы клетка мембранасы аркылуу белгилүү бир иондун мембрана аркылуу таза диффузиясына каршы турган потенциал, ал эми мембраналык потенциал ички электр потенциалы менен электрдик потенциалдын ортосундагы айырма. биологиялык клетканын сырткы потенциалы.
