Hallo,
die Natrium Kalium Ionenpumpe transportiert 3 Na+ auf die eine und 2 K+ auf die andere Seite. Das macht einen Nettoladungstransport von 1 positiven Ladung. Ich hab schon gelesen, die Pumpe transportiert so viele Ionen, damit das ATP kompelett genutzt wird. Nur könnte man doch nur 3/5 des ATPs nutzen und würde 3 Na+ auf die eine Seite bringen, aber keine K+ auf die andere Seite. Das macht dann einen Nettotransport von 3 postitiven Ladungen bei einem ATP-Molekül.
Warum ist das aber nicht so?
Gibt es noch andere Ionenpumpen? Wie ist es da mit der Ionenverteilung bei der Potenzialaufrechterhaltung?
Nur mal so kurz. Deine Vorbildung ist ja auch nicht ganz zu ersehen:
Es ist nicht das alleinige „Ziel“, einen für das Potential „sinnvollen“ Strom zu erzeugen.
Es ist z.B. sehr wichtig, einen chemischen Gradienten u.a. für Kalium, Natrium und Calcium zu erzeugen.
Elektrisches Potential ist nicht alles.
Auch andere ATPase-Pumpen gibt es. Such mal nach primär aktiven Transportern bzw. entsprechenden ATPasen.
Wie Stefan schon sagte, ist das elektrische Potential nicht alles.
Was die Zelle braucht und haben will, ist ein elektrochemisches Potential. Warum, das kannst du in Lehrbüchern der Zellbiologie nachlesen. Um sowas aufzubauen, ist der „Trick“ mit dem „fast-ausgeglichenen“ Antiport von K+ und Na+ schlicht genial uns sehr effizient.
Es ist z.B. sehr wichtig, einen chemischen Gradienten u.a. für
Kalium, Natrium und Calcium zu erzeugen.
Es wäre noch nett zu erfahren, warum die Zelle in ihrem Inneren noch diese Gegenionen braucht.
Interessant ist, dass jede Pumpe, zum Beispiel noch die Protonen-Kalium-Pumpe, immer ein Kalium-Ion ins Innere gepumpt wird. Kann es sein, dass das K+ dafür nötig ist, das ADP wieder von dem Transportmolekül zu lösen oder so was Ähnliches?
Es ist z.B. sehr wichtig, einen chemischen Gradienten u.a. für
Kalium, Natrium und Calcium zu erzeugen.
Es wäre noch nett zu erfahren, warum die Zelle in ihrem
Inneren noch diese Gegenionen braucht.
Solche Fragen, sind immer schwierig zu beantworten. Man muss ja auch immer nach den Gründen in der Evolution suchen.
Aber für heutige Zellen kann ich ein paar Aussagen treffen.
Die hohe innere Kaliumkonzentration von vielleicht 140mM zu extrazellülär 4mM sorgt für ein elektrochemisches Potential über die Zellmembran von etwa -95mV über die Membran.
Welches Potential sich jetzt wirklich einstellt hat etwas mit der Membrandurchlässigkeit für die einzelnen Ionen zu tun, aber Kalium ist hierbei dominierend. Daher liegt das Potential bei etwa -75mV.
Wozu ist diese Verteilung gut?
Z.B. zum Raushalten von Anionen wie Chlorid, um das Zellinnere vor einem zu großen osmotischen Druck zu schützen. Die Zelle würde schwillen und platzen.
Für die Funktion von Nervenzellen ist eine ordentliche Ionenverteilung nötig. Sonst geht die AP-Fortleitung nicht mehr.
Die intrazelluläre Calciumkonzentration muss kontrolliert werden, weil hohe Konzentrationen in der Zelle toxisch sind und Ca2+ durch die hohe Oberflächenladung für sehr viele Kontrollmechanismen eine Rolle spielt. (Das soll meinen, Ca2+ weist eine hohe Affinität zu bestimmten Proteinen auf.)
Interessant ist, dass jede Pumpe, zum Beispiel noch die
Protonen-Kalium-Pumpe, immer ein Kalium-Ion ins Innere gepumpt
wird. Kann es sein, dass das K+ dafür nötig ist, das ADP
wieder von dem Transportmolekül zu lösen oder so was
Ähnliches?
Das könnte heute wohl so sein. Aber das ist ganz sicher nicht der evolutionsbiologische „Grund“, weshalb die Pumpe K+ transportiert. Die Zelle „will“ K+ in die Zelle aufnehmen.