Определение за активен/пасивен клетъчен транспорт (през мембраната)

Клетките са основните единици на структурата на живота. Те са като малки градове, изпълнени с активност и, точно като в град, транспорт и обмен на материалите между екстериора и интериора са от съществено значение за всичко да работи и трябва да бъдат стриктни проверено. Клетъчната мембрана е бариерата, която отделя клетката от външния свят и всички вещества, които влизат и излизат от клетките, трябва да преминат през нея, като се грижи за регулирането на преминаването.

Клетъчната мембрана: селективна граница

Мембраната е като филтър, който позволява преминаването на определени вещества и блокира други. Състои се от a двоен слой от вид липид, известен като фосфолипиди с вградени в него протеини. Тези протеини са протеини носители и както подсказва името им, те улесняват преминаването на вещества, като същевременно контролират потоците, които влизат и излизат от клетката.

Някои протеини носители образуват канали, сравними с портите, които се отварят или затварят, за да позволят преминаването на материали. са

канални протеини те се отварят и затварят според нуждите на клетките и реагират на множество сигнали. Този тип протеин участва в вид клетъчен транспорт, известен като пасивен улеснен транспорт или улеснена дифузия.

Има и други видове транспортни протеини, известни като бомби и те действат по подобен начин на катапулт, който улавя молекула от едната страна и я хвърля към другата страна на мембраната. Тези видове протеини действат по време на Активен транспорт.

Концентрационни градиенти: Движещата сила на клетъчния транспорт

От двете страни на мембраната има воден разтвор (това означава, че разтворителят е вода) на органични и минерални молекули. За всяко от наличните вещества разтворът има a различна концентрация; това означава, че има определено количество разтворено вещество.

Например, ако приготвим две чаши лимонада в чаша от 250 ml (количеството течност, което влиза в чаша), но една от чашите има слагаме 2 супени лъжици захар и другите 4, със сигурност този с 4 супени лъжици ще е сладък и концентрацията на захар ще е голяма. Другата чаша ще има по-ниска концентрация и ще има по-малко сладък вкус. Ако смесим съдържанието на двете чаши, вкусът на сместа ще се хомогенизира в средата между двата разтвора и вероятно сега имаме половин литър лимонада с правилната точка на захар. Това е пример как разтворените вещества се движат надолу по концентрационния градиент. Чрез смесване на чашите захарните молекули се преместиха от по-концентрирания разтвор към по-малко концентрирания, докато целият разтвор достигна същата концентрация и движението спря.

пасивен транспорт

Пасивният транспорт е като да отворите крана и просто да оставите водата да тече неконтролируемо. без загуба на енергия. В този етап, веществата се движат надолу по своя концентрационен градиент, тоест от мястото, където има по-голяма концентрация, до мястото, където има по-малко, до достигане на равновесие, както в примера с чашите с лимонада. Има два вида пасивен транспорт: проста дифузия и улеснена дифузия.

Обикновена дифузия

При този вид транспорт малки молекули, като кислород и въглероден диоксид, преминават през клетъчната мембрана надолу по техния концентрационен градиент.

Този процес е подобен на примера с чаши лимонада или когато миризмата на парфюм се разпространява през стая: молекулите се движат от мястото, където има повече парфюм, до мястото, където има по-малко, докато ароматът се разпръсне равномерно.

Улеснена дифузия

По-големите или електрически заредени молекули не могат да преминат през мембраната и се нуждаят от помощ, за да я преминат. Това е мястото, където канални транспортни протеини.

The Молекулите пресичат каналите надолу по градиента., но тези канали могат да бъдат затворени или отворени в отговор на клетъчните условия. Ако каналът е затворен, въпреки че има градиент на концентрация от двете страни на мембраната, няма да има мърдане.

Осмоза

Това е простата дифузия на водата през клетъчната мембрана.. Водата има невероятна способност да преминава през мембранните мазнини, което означава, че клетките трябва внимателно да контролират водното си съдържание.

Ако клетката е в по-солена среда от вътрешността й, водата ще изтече от клетката, за да разреди външната сол, което може да доведе до свиване на клетката. От друга страна, ако външната среда е по-малко солена, водата ще навлезе в клетката, което ще я накара да набъбне и евентуално да се спука. За да избегнете това, растителните клетки имат твърда клетъчна стена който съдържа клетката и не й позволява да увеличи обема си над ограничението.

животински клетки без стена, трябва да бъдат в среда със строго контролирана соленост, в противен случай те биха могли да страдат от a осмотичен шок и умрете. Поради тази причина е много важен солевият баланс на кръвта, който отговаря за отделителната система.

Активен транспорт и примери

За разлика от пасивния транспорт, активният транспорт изисква разход на енергия. Клетките използват енергия за придвижване на веществата срещу техния градиент на концентрация, тоест от мястото, където има по-малко концентрация, до мястото, където има повече. Клетките използват енергия за активиране на протеините на помпата, катапултите, за които говорихме, когато споменахме структурата на клетъчната стена.

По време на активен транспорт, транспортните протеини използват енергия директно, за да могат да изпомпват вещества срещу техния градиент. Йоните и минералните соли са вещества, които понякога се движат срещу своя градиент чрез процеси от този тип. Пример за това е натриево-калиевата помпа, необходима за функционирането на мускулите и невроните.

В други случаи протеините носители функционират заедно с пасивен транспорт. В този случай стъпката в полза на градиента дава "тласък" или влачи веществото, което пресича срещу неговия градиент. Сякаш се използва инерция, за да се върви напред. Пример за това е транспортирането на глюкоза в чревните клетки, където натрият се изпомпва от клетката чрез натриево-калиева помпа, генерираща градиент, който позволява на глюкозата да навлезе в клетката, като се възползва от това "натискане".

ендоцитоза

Друг активен транспортен механизъм е ендоцитозата, която също транспортира вещества срещу своя градиент, и се използва за по-големи частици, около размера на бактерия или клетка. В такъв случай, клетката "поглъща" частицата. Този механизъм е основна форма на храна за едноклетъчните организми и някои от клетките на имунната система, известни като макрофаги, изяждат нахлуващите в тялото агенти.

Има и други транспортни механизми, но изложените механизми са основните и най-често срещаните в клетките.