Definice aktivního/pasivního buněčného transportu (přes membránu)

Buňky jsou základními jednotkami struktury života. Jsou jako malá města plná ruchu a stejně jako ve městě i dopravy a výměny materiály mezi exteriérem a interiérem jsou nezbytné, aby vše fungovalo a musí být přísné kontrolovány. Buněčná membrána je bariéra, která odděluje buňku od vnějšího světa a všechny látky, které do buněk vstupují a vycházejí, přes ni musí projít a starat se o regulaci průchodu.

Buněčná membrána: selektivní hranice

Membrána je jako filtr, který umožňuje průchod určitých látek a blokuje jiné. Skládá se z a dvojitá vrstva typu lipidu známého jako fosfolipidy s obsaženými proteiny. Tyto proteiny jsou nosné proteiny a jak naznačuje jejich název, usnadňují průchod látek a zároveň kontrolují toky, které vstupují do buňky a opouštějí ji.

Některé nosné proteiny kanály formuláře, srovnatelné s vraty, které se otevírají nebo zavírají, aby umožnily průchod materiálů. jsou kanálové proteiny otevírají a zavírají se podle potřeb buněk a reagují na množství signálů. Tento typ proteinu se účastní typu buněčného transportu známého jako

pasivně usnadněný transport nebo usnadněná difúze.

Existují další typy transportních proteinů, tzv bomby a působí podobně jako katapult, který zachytí molekulu na jedné straně a vrhne ji na druhou stranu membrány. Tyto typy proteinů působí během Aktivní transport.

Gradienty koncentrace: Hnací síla buněčné dopravy

Na obou stranách membrány je vodný roztok (to znamená, že rozpouštědlem je voda) organických a minerálních molekul. Pro každou z přítomných látek má roztok a různé koncentrace; to znamená, že je zde určité množství rozpuštěné látky.

Pokud například připravíme dvě sklenice limonády do 250ml sklenice (množství tekutiny, které se dostane do sklenice), ale jedna sklenice má dáme 2 lžíce cukru a další 4, ta se 4 lžícemi bude jistě moc sladká a koncentrace cukru vysoká. Druhá sklenice bude mít nižší koncentraci a bude chutnat méně sladce. Smícháme-li obsah obou sklenic, dojde k homogenizaci chuti směsi ve středu mezi oběma řešeními a možná teď máme půl litru limonády se správným bodem cukr. Toto je příklad jak rozpuštěné látky se pohybují dolů po koncentračním gradientu. Mícháním kádinek se molekuly cukru přesouvaly z koncentrovanějšího roztoku do méně koncentrovaného, ​​dokud celý roztok nedosáhl stejné koncentrace a pohyb se zastavil.

pasivní doprava

Pasivní přeprava je jako otočit kohoutkem a nechat vodu nekontrolovaně téct. bez plýtvání energií. V této fázi látky se pohybují dolů po svém koncentračním gradientu, tedy z místa, kde je větší koncentrace, tam, kde je méně, až do dosažení rovnováhy, jako v příkladu sklenic limonády. Existují dva typy pasivního transportu: jednoduchá difúze a usnadněná difúze.

Obyčejná difúze

Při tomto typu transportu malé molekuly, jako je kyslík a oxid uhličitý, procházejí buněčnou membránou dolů svým koncentračním gradientem.

Tento proces je podobný jako u sklenic limonády nebo když se vůně parfému šíří skrz a pokoj: molekuly se pohybují z místa, kde je více parfému, tam, kde je méně, dokud se vůně nerozptýlí rovnoměrně.

Usnadněná difúze

Větší nebo elektricky nabité molekuly nemohou membránou projít a potřebují pomoc, aby ji prošly. Toto je místo kanálové transportní proteiny.

The Molekuly procházejí kanály dolů po gradientu., ale tyto kanály mohou být uzavřeny nebo otevřeny v reakci na buněčné podmínky. Pokud je kanál uzavřeni když na obou stranách membrány existuje koncentrační gradient, nebude žádný pohyb.

Osmóza

Je to jednoduchá difúze vody přes buněčnou membránu.. Voda má neuvěřitelnou schopnost procházet membránovými tuky, což znamená, že buňky musí obsah vody pečlivě kontrolovat.

Pokud je buňka ve slanějším prostředí, než je její vnitřek, bude z buňky unikat voda, která zředí vnější sůl, což může vést ke smršťování buňky. Na druhou stranu, pokud je vnější prostředí méně slané, voda se do buňky dostane a způsobí její nabobtnání a případně i prasknutí. Chcete-li se tomu vyhnout, rostlinné buňky mají pevnou buněčnou stěnu který obsahuje buňku a zabraňuje jejímu zvětšení objemu nad limit.

živočišné buňky bez stěny, musí být v prostředí s přísně kontrolovanou salinitou, jinak by mohly trpět a osmotický šok a zemřít. Z tohoto důvodu je velmi důležitá slaná rovnováha krve, která má na starosti vylučovací systém.

Aktivní doprava a příklady

Na rozdíl od pasivní dopravy aktivní transport vyžaduje energetický výdej. Buňky využívat energii k pohybu látek proti jejich koncentračnímu gradientu, tedy od místa, kde je menší koncentrace, tam, kde je více. Buňky využít energii k aktivaci pump proteinů, katapulty, o kterých jsme mluvili, když jsme zmínili strukturu buněčné stěny.

Během aktivní přepravy, transportní proteiny využívají energii přímo, aby bylo možné čerpat látky proti jejich spádu. Ionty a minerální soli jsou látky, které se procesy tohoto typu někdy pohybují proti svému gradientu. Příkladem je sodno-draselná pumpa, nezbytná pro fungování svalů a neuronů.

Jindy nosné proteiny fungují ve spojení s pasivním transportem. V tomto případě krok ve prospěch gradientu „tlačí“ nebo táhne látku, která se kříží proti jeho gradientu. Je to, jako by se k pohybu vpřed používala setrvačnost. Příkladem je transport glukózy ve střevních buňkách, kde je sodík čerpán z buňky ven sodíkovo-draslíková pumpa, generující gradient, který umožňuje glukóze vstoupit do buňky a využít toho "TAM".

endocytóza

Dalším aktivním transportním mechanismem je endocytóza, která také transportuje látky proti svému gradientua používá se pro větší částiceo velikosti bakterie nebo buňky. V tomto případě, buňka „polyká“ částici. Tento mechanismus je hlavní forma potravy pro jednobuněčné organismy a některé buňky imunitního systému, známé jako makrofágy, požírají napadající látky v těle.

Existují další transportní mechanismy, ale exponované mechanismy jsou ty hlavní a v buňkách nejčastější.