Definition af aktiv/passiv cellulær transport (gennem membranen)

Celler er de grundlæggende enheder i livets struktur. De er som små byer fulde af aktivitet og, ligesom i en by, transport og udveksling af materialer mellem det ydre og det indre er afgørende for, at alt fungerer og skal være strengt kontrolleret. Cellemembranen er barrieren, der adskiller cellen fra omverdenen, og alle de stoffer, der kommer ind og ud af cellerne, skal passere igennem den og sørge for at regulere passagen.

Cellemembranen: en selektiv grænse

Membranen er som et filter, der tillader passage af visse stoffer og blokerer andre. Den er sammensat af en Dobbelt lag af en type lipid kendt som fosfolipider med proteiner indlejret i det. Disse proteiner er bærerproteiner og, som deres navn indikerer, letter de passagen af ​​stoffer, mens de kontrollerer de strømme, der kommer ind og ud af cellen.

Nogle bærerproteiner danne kanaler, sammenlignelig med porte, der åbner eller lukker for at tillade passage af materialer. Er kanalproteiner de åbner og lukker ud fra cellernes behov og reagerer på et væld af signaler. Denne type protein deltager i en type cellulær transport kendt som

passiv faciliteret transport eller faciliteret diffusion.

Der er andre typer transporterproteiner, kendt som bomber og de virker på samme måde som en katapult, der fanger et molekyle på den ene side og kaster det mod den anden side af membranen. Disse typer af proteiner virker under Aktiv transport.

Koncentrationsgradienter: Cellulær transports drivkraft

På begge sider af membranen er der en vandig opløsning (det betyder, at opløsningsmidlet er vand) af organiske og mineralske molekyler. For hvert af de tilstedeværende stoffer har opløsningen en forskellig koncentration; det vil sige, at der er en vis mængde opløst stof.

For eksempel, hvis vi tilbereder to glas limonade i et 250 ml glas (mængden af ​​væske, der kommer ind i et glas), men et af glassene har vi putter 2 spsk sukker og de andre 4, den med 4 spsk bliver sikkert for sød og sukkerkoncentrationen bliver høj. Det andet glas vil have en lavere koncentration og vil smage mindre sødt. Hvis vi blander indholdet af begge glas, bliver smagen af ​​blandingen homogeniseret ved et midtpunkt mellem begge løsninger, og muligvis nu har vi en halv liter limonade med den rigtige spids af sukker. Dette er et eksempel på hvordan opløste stoffer bevæger sig ned ad koncentrationsgradienten. Ved at blande bægreglassene flyttede sukkermolekylerne sig fra den mere koncentrerede opløsning til den mindre koncentrerede, indtil hele opløsningen nåede samme koncentration, og bevægelsen stoppede.

passiv transport

Passiv transport er som at åbne for vandhanen og blot lade vandet strømme ukontrolleret. uden at spilde energi. I denne fase, stoffer bevæger sig ned i deres koncentrationsgradient, det vil sige fra hvor der er mere koncentration til hvor der er mindre, indtil man når ligevægt, som i eksemplet med glassene limonade. Der er to typer passiv transport: simpel diffusion og faciliteret diffusion.

Almindelig diffusion

I denne type transport krydser små molekyler, såsom oxygen og kuldioxid, cellemembranen ned ad deres koncentrationsgradient.

Denne proces ligner eksemplet med glas limonade, eller når duften af ​​en parfume spredes gennem en rum: molekyler bevæger sig fra hvor der er mere parfume til hvor der er mindre, indtil duften spredes jævnt.

Faciliteret diffusion

Større eller elektrisk ladede molekyler kan ikke krydse membranen, og har brug for hjælp til at krydse den. Det er her kanaltransportørproteiner.

Det Molekyler krydser kanalerne ned ad gradienten., men disse kanaler kan lukkes eller åbnes som svar på cellulære forhold. Hvis kanalen er lukketselvom der er en koncentrationsgradient på begge sider af membranen, der vil ikke være nogen bevægelse.

Osmose

Det er den simple diffusion af vand over cellemembranen.. Vand har en utrolig evne til at passere gennem membranfedt, hvilket betyder, at celler omhyggeligt skal kontrollere deres vandindhold.

Hvis en celle er i et mere salt miljø end dens indre, vil vand lække ud af cellen for at fortynde det eksterne salt, hvilket kan føre til cellekrympning. På den anden side, hvis det ydre miljø er mindre salt, vil vand komme ind i cellen, hvilket får den til at svulme og muligvis briste. For at undgå dette, planteceller har en stiv cellevæg der indeholder cellen og forhindrer den i at stige i volumen ud over en grænse.

dyreceller uden væg, skal være i et miljø med en strengt kontrolleret saltholdighed, ellers kan de lide en osmotisk chok og dø. Af denne grund er saltvandsbalancen i blodet, som er ansvarlig for udskillelsessystemet, meget vigtig.

Aktiv Transport og eksempler

I modsætning til passiv transport, aktiv transport kræver energiforbrug. Cellerne bruge energi til at flytte stoffer mod deres koncentrationsgradient, altså fra hvor der er mindre koncentration til hvor der er mere. Cellerne bruge energi til at aktivere pumpeproteiner, katapulterne, vi talte om, da vi nævnte cellevæggens struktur.

Under aktiv transport, transporterproteiner bruger energi direkte for at kunne pumpe stoffer mod deres gradient. Ioner og mineralsalte er stoffer, der nogle gange bevæger sig mod deres gradient ved processer af denne type. Et eksempel er natrium-kalium-pumpen, der er afgørende for, at muskler og neuroner fungerer.

Andre gange fungerer bærerproteiner koblet til passiv transport. I dette tilfælde giver trinnet til fordel for gradienten et "skub" eller trækker stoffet, der krydser mod dets gradient. Det er, som om en inerti blev brugt til at komme videre. Et eksempel er glukosetransport i tarmceller, hvor natrium pumpes ud af cellen af en natrium-kalium-pumpe, der genererer en gradient, der tillader glukose at komme ind i cellen ved at udnytte det "skubbe".

endocytose

En anden aktiv transportmekanisme er endocytose, som også transporterer stoffer mod sin gradient, og bruges til større partikler, på størrelse med en bakterie eller celle. I dette tilfælde, cellen "sluger" partiklen. Denne mekanisme er hovedformen for føde for encellede organismer og nogle af cellerne i immunsystemet, kendt som makrofager, spiser kroppens invaderende midler.

Der er andre transportmekanismer, men de udsatte mekanismer er de vigtigste og de mest almindelige i celler.