Vad är jonkanaler?

Ionkanaler finns i cellmembranen i alla biologiska celler. Kanalerna bildas av proteiner som skapar porer i plasmamembranet. Porerna tillåter joner som inte kan passera direkt genom cellmembranet att resa in och ut från cellerna. De flesta kanaler består av mer än ett protein och är faktiskt komplex av proteiner som finns i membranet.

En typ av atom, joner differentieras genom att ha ett ojämnt antal elektroner och protoner. Jonen har antingen en negativ eller positiv laddning beroende på om det finns fler elektroner respektive protoner. Det fosopholipid dubbelskiktet som utgör ett cellmembran har sin egen laddning och fungerar faktiskt som en barriär mot joner som passerar fritt genom det. Detta är anledningen till att jonkanaler är nödvändiga inom cellmembranen.

Jonkanaler fungerar som elektriska isolatorer och tillhandahåller en väg för joner att korsa antingen in i eller ut ur en cell. Varje jonkanal fungerar som en katalysator i processen som flyttar jonen från ena sidan av cellmembranet till den andra. Kanalen kan vara antingen öppen eller stängd, varvid övergången mellan de två tillstånden sker när en jon binder till rätt plats på jonkanalen.

Förändringen mellan det öppna och stängda tillståndet för en jonkanal benämns grindning. Externa faktorer spelar en roll i om porten är öppen eller stängd. Det finns olika grupper av jonkanaler och de kan grupperas beroende på vilka fysiska och kemiska externa faktorer som spelar en roll för att öppna och stänga grinden.

Vissa jonkanaler är "ligand-gated" och dessa öppnas och stängs när en ligand, eller en kemisk budbärare, såsom en neurotransmitter, binder till en receptor på kanalen. Spänningsgrindade jonkanaler öppnas eller stängs när det sker förändringar i den elektriska potentialskillnaden - eller spänningen - som omger kanalen. Denna typ finns oftast i nerv- och muskelceller. Andra messenger-gated jonkanaler har sin aktivitet modulerad av en grupp proteiner som kallas G-proteiner. Mekaniskänsliga kanaler stimuleras av externa mekaniska stimuli, som beröring och förändringar i osmotiskt tryck.

Förutom att de kan aktiveras av externa modulatorer kan jonkanaler också vara selektiva med avseende på vilka joner som passerar genom kanalen. Formen, storleken och laddningen på en jon kan påverka om en kanal öppnas eller stängs och tillåter rörelse över cellmembranet. Vanliga exempel på jonspecifika kanaler inkluderar kaliumkanaler, kloridkanaler, natriumkanaler och kalciumkanaler.