Sodyum-potasyum pompasının bir döngüsünde $3Na^+$ iyonu hücre dışına, $2K^+$ iyonu hücre içine taşınır. Bu durumun elektriksel etkisi nedir?
A) Hücre içi pozitif yük artarSodyum-potasyum pompası, hücre zarında bulunan ve hücrenin dinlenim potansiyelinin korunmasında kritik rol oynayan bir aktif taşıma proteinidir. Bu pompa, ATP enerjisi kullanarak iyonları konsantrasyon gradyanlarına karşı taşır. Soruda belirtilen döngüdeki iyon hareketlerini ve bunun elektriksel etkisini adım adım inceleyelim:
Sodyum-potasyum pompasının bir döngüsünde gerçekleşen iyon hareketlerini ve bu hareketlerin taşıdığı yük miktarını belirleyelim:
Hücre dışına taşınan yük: $3Na^+$ (sodyum iyonu) hücre dışına taşınır. Her $Na^+$ iyonu $+1$ yüke sahip olduğundan, hücre dışına toplam $3 \times (+1) = +3$ pozitif yük çıkar.
Hücre içine taşınan yük: $2K^+$ (potasyum iyonu) hücre içine taşınır. Her $K^+$ iyonu $+1$ yüke sahip olduğundan, hücre içine toplam $2 \times (+1) = +2$ pozitif yük girer.
Bir döngüde hücre içi ve dışı arasındaki net yük değişimini bulalım:
Hücre dışına çıkan pozitif yük miktarı: $+3$
Hücre içine giren pozitif yük miktarı: $+2$
Net pozitif yük hareketi: Hücre dışına çıkan pozitif yük miktarından, hücre içine giren pozitif yük miktarını çıkararak net değişimi buluruz. Yani, $3 - 2 = +1$ net pozitif yük, hücrenin dışına doğru hareket etmiştir.
Net pozitif yükün hücre dışına taşınmasının elektriksel etkisini değerlendirelim:
Hücre dışına net $+1$ pozitif yük çıktığı için, hücre dışının pozitif yük miktarı artar.
Aynı zamanda, hücre içi net $+1$ pozitif yük kaybettiği için, hücre içinin pozitif yük miktarı azalır (yani hücre içi daha negatif hale gelir).
Bu elektriksel etkiyi seçeneklerle karşılaştıralım:
A) Hücre içi pozitif yük artar: Yanlıştır, hücre içi net pozitif yük kaybettiği için pozitif yük miktarı azalır.
B) Hücre dışı pozitif yük artar: Doğrudur, hücre dışına net $+1$ pozitif yük çıktığı için hücre dışının pozitif yük miktarı artar.
C) Membran potansiyelinde değişiklik olmaz: Yanlıştır, net yük hareketi membran potansiyelini değiştirir ve hücre zarını daha polarize hale getirir.
D) Hücre içi ve dışı yük dengesi korunur: Yanlıştır, net yük hareketi bir dengesizlik yaratır ve potansiyel farkı oluşturur.
Cevap B seçeneğidir.