قنوات عبر الغشاء

القنوات الغشائية (Transmembrane channels)، أو قنوات النقل عبر الغشاء، هي مسامات ضمن طبقة ثنائية من الدهون. تتكون هذه القنوات من معقدات بروتينية تمتد عبر الغشاء أو من ببتيدات. وقد تعبر غشاء الخلية، رابطةً السيتوسول (أو السيتوبلازم ) بالمادة خارج الخلوية.  كما توجد قنوات النقل عبر الغشاء في أغشية العضيات، بما في ذلك النواة، والشبكة الإندوبلازمية، وجهاز جولجي، والميتوكوندريا، والبلاستيدات الخضراء، والليزوزومات.Roux, B., and Schulten, K. (2004). Computationals Studies of Membrane Channels. Structure 12, 1343 - 1351.Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., and Johnson, A. (2010) Essential Cell Biology, 3rd ed. (New York: Garland Science) pp. 387 – 420. 

تختلف القنوات الغشائية عن النواقل والمضخات في عدة جوانب. فبعض القنوات أقل انتقائية من النواقل والمضخات التقليدية، إذ تميز المواد المذابة أساسًا حسب حجمها وشحنتها الأيونية. وتؤدي القنوات النقل السلبي للمواد، المعروف أيضًا بالانتشار المُيسَّر. بينما تستطيع النواقل القيام بالنقل السلبي أو النشط للمواد، وتحتاج المضخات إلى طاقة للعمل.Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Scott, M., Bretscher, A., Ploegh, H., and Matsudaira, P. (2008) Molecular Cell Biology, 6th ed. (New York: W. H. Freeman) pp. 437 – 474. 

 طريقة العمل 
توجد عدة طرق لعمل قنوات الغشاء. الطريقة الأكثر شيوعًا هي القناة المُبوبة، والتي تتطلب مُحفزًا، مثل تغير جهد الغشاء في القنوات المُبوبة بالجهد، لفتح أو إغلاق فتحة المسام. تُعد القنوات المُبوبة بالجهد ضرورية لإنتاج جهد الفعل في الخلايا العصبية، مما يؤدي إلى نبضة عصبية. تتطلب القناة المُبوبة بالرابطة وجود مادة كيميائية، مثل الناقل العصبي، لتنشيطها. أما القنوات المُبوبة بالإجهاد، فتتطلب تطبيق قوة ميكانيكية عليها لفتحها. الأكوابورينات هي قنوات مُخصصة لحركة الماء عبر الجزء الداخلي الكاره للماء من غشاء الخلية.Verkman, A. (2011) Aquaporins at a Glance. Journal of Cell Science 24, 2107 - 2112. 

 قنوات الايونات 
قنوات الأيونات هي نوع من القنوات الغشائية المسؤولة عن النقل السلبي للأيونات الموجبة الشحنة (الصوديوم، البوتاسيوم، الكالسيوم، الهيدروجين، والمغنيسيوم) والأيونات السالبة الشحنة (الكلوريد)، ويمكن أن تكون هذه القنوات إما قنوات مُبوبة أو قنوات مُبوبة بالرابطة. تُعد قناة أيونات البوتاسيوم من أكثر قنوات الأيونات دراسةً. تسمح هذه القناة بحركة سريعة لأيونات البوتاسيوم مع انتقائية عالية ضد أيونات الصوديوم. باستخدام بيانات حيود الأشعة السينية وحسابات النموذج الذري، يُرجح أن يتكون تركيب القناة من عدد من حلزونات ألفا البروتينية التي تُشكل مسامًا على شكل الساعة الرملية، حيث تقع أضيق نقطة في منتصف الطبقة الدهنية الثنائية للغشاء. لكي تمر أيونات البوتاسيوم عبر القناة، يجب أن تتخلص من مصفوفة الماء الخاصة بها وتدخل مرشحًا انتقائيًا يتكون من ذرات أكسجين الكربونيل. تمر أيونات البوتاسيوم عبر القناة ذرةً تلو الأخرى على طول خمسة مواقع ارتباط مختلفة للأيونات الموجبة الشحنة. 

تشمل الأمراض الناجمة عن خلل في قنوات الأيونات التليف الكيسي، حيث لا تفتح قناة أيون الكلوريد أو تكون مفقودة في خلايا الرئتين والأمعاء والبنكرياس والكبد والجلد. وتفقد الخلايا قدرتها على تنظيم تركيز الأملاح والماء، مما يؤدي إلى ظهور الأعراض المميزة للمرض. وتشمل الاضطرابات الأخرى الناتجة عن خلل في قنوات الأيونات أنواعًا من الصرع، واضطراب نظم القلب، وأنواعًا معينة من الشلل الدوري، والرنح.Celesia, G. G. (2001) Disorders of Membrane Channels or Channelopathies. Clinical Neurophysiology Jan, 112 (1), 2 - 18.  

 المراجع 

تصنيف:علم الأحياء الغشائي
تصنيف:بروتينات عبر الغشاء
تصنيف:علم الأحياء الخلوي