تعريف النقل الخلوي النشط / السلبي (عبر الغشاء)
النظام العظمي / / August 17, 2023
بكالوريوس في علم الأحياء
الخلايا هي الوحدات الأساسية لهيكل الحياة. إنها مثل المدن الصغيرة المليئة بالنشاط ، وكما هو الحال في المدينة ، النقل والتبادل المواد بين الخارج والداخل ضرورية لعمل كل شيء ويجب أن تكون صارمة التحقق. غشاء الخلية هو الحاجز الذي يفصل الخلية عن العالم الخارجي ويجب أن تمر عبره جميع المواد التي تدخل الخلايا وتخرج منها مع الحرص على تنظيم المرور.
غشاء الخلية: حدود انتقائية
الغشاء يشبه المرشح الذي يسمح بمرور مواد معينة ، ويمنع مواد أخرى. وهي تتألف من طبقة مزدوجة من نوع من الدهون يعرف باسم الفوسفوليبيد مع البروتينات المضمنة فيه. هذه البروتينات هي بروتينات الناقل وكما يشير اسمها ، فهي تسهل مرور المواد مع التحكم في التدفقات التي تدخل الخلية وتخرج منها.
بعض البروتينات الحاملة تشكيل القنوات، على غرار البوابات التي تفتح أو تغلق للسماح بمرور المواد. نكون بروتينات القناة تفتح وتغلق بناءً على احتياجات الخلايا وتستجيب للعديد من الإشارات. يشارك هذا النوع من البروتين في نوع من النقل الخلوي المعروف باسم النقل الميسر السلبي أو الانتشار الميسر.
هناك أنواع أخرى من البروتينات الناقلة ، والمعروفة باسم
قنابل ويتصرفون بطريقة مشابهة للمنجنيق ، الذي يلتقط جزيءًا من جانب ، ويقذفه باتجاه الجانب الآخر من الغشاء. تعمل هذه الأنواع من البروتينات خلال النقل النشط.تدرجات التركيز: القوة الدافعة للنقل الخلوي
يوجد على جانبي الغشاء محلول مائي (وهذا يعني أن المذيب هو الماء) من الجزيئات العضوية والمعدنية. لكل مادة من المواد الموجودة ، يحتوي المحلول على تركيز مختلف; أي أن هناك قدرًا معينًا من المذاب المذاب.
على سبيل المثال ، إذا قمنا بإعداد كأسين من عصير الليمون في كوب بحجم 250 مل (كمية السائل الذي يدخل الكوب) ولكن أحد الكوبين يحتوي على نضع 2 ملاعق كبيرة من السكر والأخرى 4 ملاعق ، واحدة مع 4 ملاعق كبيرة ستكون بالتأكيد حلوة للغاية وسيكون تركيز السكر مرتفعًا. الزجاج الآخر سيكون له تركيز أقل وسيكون طعمه أقل حلاوة. إذا قمنا بخلط محتويات كلا الكوبين ، فإن نكهة الخليط ستكون متجانسة في منتصفها بين كلا الحلين ، وربما لدينا الآن نصف لتر من عصير الليمون مع النقطة الصحيحة من سكر. هذا مثال على الكيفية المذابات تتحرك أسفل تدرج التركيز. عن طريق خلط الأكواب ، تنتقل جزيئات السكر من المحلول الأكثر تركيزًا إلى المحلول الأقل تركيزًا ، حتى يصل المحلول بأكمله إلى نفس التركيز وتتوقف الحركة.
النقل السلبي
النقل السلبي مثل تشغيل الصنبور وترك المياه تتدفق بشكل لا يمكن السيطرة عليه. دون إهدار الطاقة. في هذه المرحلة، تتحرك المواد أسفل تدرج تركيزها، أي من حيث يوجد تركيز أكبر إلى حيث يوجد أقل ، حتى الوصول إلى التوازن ، كما في مثال أكواب عصير الليمون. هناك نوعان من النقل السلبي: الانتشار البسيط والانتشار الميسر.
انتشار عادي
في هذا النوع من النقل ، تعبر الجزيئات الصغيرة ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، غشاء الخلية أسفل تدرج تركيزها.
تشبه هذه العملية مثال أكواب الليمونادة أو عندما تنتشر رائحة العطر من خلال أ الغرفة: تنتقل الجزيئات من حيث يوجد المزيد من العطور إلى حيث يوجد أقل حتى تتشتت الرائحة بالتساوي.
نشر الميسر
لا تستطيع الجزيئات الأكبر أو المشحونة كهربائيًا عبور الغشاء ، وتحتاج إلى مساعدة في عبوره. هذا هو المكان قناة البروتينات الناقلة.
ال تعبر الجزيئات القنوات أسفل التدرج.، ولكن يمكن إغلاق هذه القنوات أو فتحها استجابة للظروف الخلوية. إذا كانت القناة مغلقة، على الرغم من وجود تدرج تركيز على جانبي الغشاء ، لن تكون هناك حركة.
التنافذ
إنه الانتشار البسيط للماء عبر غشاء الخلية.. يتمتع الماء بقدرة مذهلة على المرور عبر الدهون الغشائية ، مما يعني أن الخلايا يجب أن تتحكم بعناية في محتواها المائي.
إذا كانت الخلية في بيئة أكثر ملوحة من داخلها ، فسوف يتسرب الماء من الخلية لتخفيف الملح الخارجي ، مما قد يؤدي إلى انكماش الخلية. من ناحية أخرى ، إذا كانت البيئة الخارجية أقل ملوحة ، فسوف يدخل الماء إلى الخلية ، مما يؤدي إلى تضخمها وربما انفجارها. لتجنب هذا، الخلايا النباتية لها جدار خلوي صلب الذي يحتوي على الخلية ويمنعها من زيادة حجمها إلى ما بعد الحد.
خلايا حيوانية بدون جدار، يجب أن يكون في وسط ذي ملوحة مضبوطة بدقة ، وإلا فقد يعانون من أ صدمة تناضحية و مت. لهذا السبب ، فإن توازن المحلول الملحي في الدم ، المسؤول عن جهاز الإخراج ، مهم للغاية.
النقل النشط والأمثلة
على عكس النقل السلبي ، يتطلب النقل النشط نفقات الطاقة. الخلايا استخدام الطاقة لتحريك المواد ضد تدرج تركيزها، أي حيث يوجد تركيز أقل إلى حيث يوجد المزيد. الخلايا استخدام الطاقة لتنشيط ضخ البروتينات، المقاليع التي كنا نتحدث عنها عندما ذكرنا هيكل جدار الخلية.
أثناء النقل النشط ، تستخدم البروتينات الناقلة الطاقة مباشرة لتتمكن من ضخ المواد عكس انحدارها. الأيونات والأملاح المعدنية هي مواد تتحرك أحيانًا عكس انحدارها من خلال عمليات من هذا النوع. ومن الأمثلة على ذلك مضخة الصوديوم والبوتاسيوم الضرورية لعمل العضلات والخلايا العصبية.
في أوقات أخرى ، تعمل البروتينات الحاملة مقترنة بالنقل السلبي. في هذه الحالة ، تعطي الخطوة لصالح التدرج "دفعة" أو تسحب المادة التي تتقاطع مع تدرجها. يبدو الأمر كما لو تم استخدام القصور الذاتي للمضي قدمًا. مثال على ذلك هو نقل الجلوكوز في الخلايا المعوية ، حيث يتم ضخ الصوديوم خارج الخلية بواسطة مضخة صوديوم-بوتاسيوم ، تولد تدرجًا يسمح للجلوكوز بدخول الخلية مستفيدًا من ذلك "يدفع".
الالتقام
آلية نقل نشطة أخرى هي الالتقام الخلوي ، والتي أيضًا ينقل المواد ضد الانحدار، ويستخدم ل جسيمات أكبر، بحجم بكتيريا أو خلية. في هذه الحالة، الخلية "تبتلع" الجسيم. هذه الآلية هي الشكل الرئيسي للغذاء للكائنات وحيدة الخلية وبعض خلايا الجهاز المناعي ، المعروفة باسم الضامة ، تأكل العوامل الغازية للجسم.
توجد آليات نقل أخرى ، لكن الآليات المكشوفة هي الآليات الرئيسية والأكثر شيوعًا في الخلايا.