Aktiivse/passiivse rakutranspordi määratlus (läbi membraani)

Rakud on elu struktuuri põhiüksused. Need on nagu väikesed linnad, mis on täis tegevust ja nagu linnaski, transporti ja vahetust materjalid välise ja sisemuse vahel on kõige toimimiseks hädavajalikud ja peavad olema ranged kontrollitud. Rakumembraan on barjäär, mis eraldab rakku välismaailmast ning kõik ained, mis rakkudesse sisenevad ja sealt väljuvad, peavad selle läbima, hoolitsedes läbipääsu reguleerimise eest.

Rakumembraan: selektiivne piir

Membraan on nagu filter, mis võimaldab teatud ainete läbipääsu ja blokeerib teised. See koosneb a topeltkiht teatud tüüpi lipiididest, mida tuntakse kui fosfolipiidid sellesse integreeritud valkudega. Need valgud on kandjavalgud ja nagu nende nimigi ütleb, hõlbustavad need ainete läbipääsu, kontrollides samal ajal rakku sisenevaid ja sealt väljuvaid voogusid.

Mõned kandjavalgud moodustavad kanaleid, mis on võrreldav väravatega, mis avanevad või sulguvad, et võimaldada materjalide läbipääsu. Are kanali valgud need avanevad ja sulguvad vastavalt rakkude vajadustele ning reageerivad paljudele signaalidele. Seda tüüpi valk osaleb teatud tüüpi rakutranspordis, mida nimetatakse

passiivne hõlbustatud transport või hõlbustatud difusioon.

On ka teist tüüpi transportervalke, mida tuntakse kui pommid ja need toimivad sarnaselt katapuldiga, mis haarab kinni molekuli ühelt poolt ja paiskab selle membraani teise poole suunas. Seda tüüpi valgud toimivad ajal Aktiivne transport.

Kontsentratsioonigradiendid: rakutranspordi liikumapanev jõud

Mõlemal pool membraani on orgaaniliste ja mineraalsete molekulide vesilahus (see tähendab, et lahustiks on vesi). Iga olemasoleva aine jaoks on lahusel a erinev kontsentratsioon; see tähendab, et teatud kogus lahustunud ainet on lahustunud.

Näiteks kui valmistame kaks klaasi limonaadi 250 ml klaasis (vedeliku kogus, mis klaasi siseneb), kuid ühes klaasist on paneme 2 supilusikatäit suhkrut ja ülejäänud 4, 4 spl on kindlasti liiga magus ja suhkru kontsentratsioon kõrge. Teine klaas on madalama kontsentratsiooniga ja maitseb vähem magusalt. Kui segame mõlema klaasi sisu, siis segu maitse ühtlustub keskpunktis mõlema lahenduse vahel ja võib-olla nüüd on meil pool liitrit limonaadi õige punktiga suhkur. See on näide sellest, kuidas lahustunud ained liiguvad kontsentratsioonigradienti allapoole. Keeduklaase segades liikusid suhkrumolekulid kontsentreeritumast lahusest vähem kontsentreeritud lahusesse, kuni kogu lahus saavutas sama kontsentratsiooni ja liikumine peatus.

passiivne transport

Passiivne transport on nagu kraani lahti keeramine ja vee lihtsalt kontrollimatu voolamine. energiat raiskamata. Selles etapis ained liiguvad oma kontsentratsioonigradienti allast sealt, kus on rohkem kontsentratsiooni, sinna, kus on vähem, kuni tasakaalu saavutamiseni, nagu näiteks limonaadiklaaside puhul. Passiivset transporti on kahte tüüpi: lihtne difusioon ja hõlbustatud difusioon.

Tavaline difusioon

Seda tüüpi transpordi puhul läbivad väikesed molekulid, nagu hapnik ja süsinikdioksiid, rakumembraani oma kontsentratsioonigradienti allapoole.

See protsess on sarnane limonaadiklaaside näitele või kui parfüümi lõhn levib läbi a ruum: molekulid liiguvad sealt, kus on rohkem parfüümi, sinna, kus on vähem, kuni lõhn hajub ühtlaselt.

Hõlbustatud difusioon

Suuremad või elektriliselt laetud molekulid ei saa membraani ületada ja vajavad abi selle läbimiseks. See on koht, kus kanali transportervalgud.

The Molekulid läbivad kanaleid mööda gradienti allapoole., kuid neid kanaleid saab sulgeda või avada vastuseks rakutingimustele. Kui kanal on suletud, kuigi membraani mõlemal küljel on kontsentratsioonigradient, liikumist ei toimu.

Osmoos

See on lihtne vee difusioon läbi rakumembraani.. Veel on uskumatu võime läbida membraanirasvu, mis tähendab, et rakud peavad oma veesisaldust hoolikalt kontrollima.

Kui rakk on soolasemas keskkonnas kui selle sisemus, lekib vesi rakust välja, et lahjendada välist soola, mis võib viia raku kokkutõmbumiseni. Teisest küljest, kui väliskeskkond on vähem soolane, satub vesi rakku, põhjustades selle paisumist ja võib-olla lõhkemist. Selle vältimiseks taimerakkudel on jäik rakusein mis sisaldab rakku ja takistab selle mahu suurenemist üle piiri.

loomarakud ilma seinata, peavad olema rangelt kontrollitud soolsusega keskkonnas, vastasel juhul võivad nad kannatada a osmootne šokk ja surra. Sel põhjusel on vere soolasisaldus, mis vastutab eritussüsteemi eest, väga oluline.

Aktiivne transport ja näited

Erinevalt passiivsest transpordist, aktiivne transport nõuab energiakulu. Rakud kasutada energiat ainete liigutamiseks nende kontsentratsioonigradienti vastust sealt, kus on vähem kontsentratsiooni, sinna, kus on rohkem. Rakud kasutada energiat pumba valkude aktiveerimiseks, katapuldid, millest me rääkisime, kui mainisime rakuseina struktuuri.

Aktiivse transpordi ajal transportervalgud kasutavad energiat otse, et oleks võimalik aineid vastu nende gradienti pumbata. Ioonid ja mineraalsoolad on ained, mis mõnikord liiguvad seda tüüpi protsesside käigus oma gradiendi vastu. Näiteks on naatrium-kaaliumpump, mis on oluline lihaste ja neuronite toimimiseks.

Muul ajal toimivad kandjavalgud koos passiivse transpordiga. Sellisel juhul annab samm gradiendi kasuks "tõuke" või tõmbab ainet, mis ristub, selle gradiendi vastu. Edasiliikumiseks kasutataks justkui inertsust. Näiteks on glükoosi transport soolerakkudes, kus naatrium pumbatakse rakust välja naatrium-kaaliumpump, mis tekitab gradiendi, mis võimaldab glükoosil rakku siseneda, kasutades seda ära "tõugata".

endotsütoos

Teine aktiivne transpordimehhanism on endotsütoos, mis samuti transpordib aineid vastu oma gradienti, ja seda kasutatakse suuremad osakesed, umbes bakteri või raku suurune. Sel juhul, rakk "neelab" osakese. See mehhanism on ainuraksete organismide peamine toiduvorm ja mõned immuunsüsteemi rakud, mida nimetatakse makrofaagideks, söövad kehasse tungivaid aineid.

Transpordimehhanisme on teisigi, kuid paljastatud mehhanismid on peamised ja rakkudes levinumad.