Aktyvaus / pasyvaus ląstelių transportavimo (per membraną) apibrėžimas

Ląstelės yra pagrindiniai gyvybės struktūros vienetai. Jie yra tarsi maži miestai, kupini veiklos ir, kaip mieste, susisiekimo ir mainų medžiagos tarp išorės ir vidaus yra būtinos, kad viskas veiktų ir turi būti griežtai patikrinta. Ląstelės membrana yra barjeras, skiriantis ląstelę nuo išorinio pasaulio, pro ją turi praeiti visos medžiagos, kurios patenka į ląsteles ir išeina iš jų, pasirūpindamos praėjimo reguliavimu.

Ląstelės membrana: selektyvi siena

Membrana yra tarsi filtras, kuris leidžia praeiti tam tikroms medžiagoms, o blokuoja kitas. Jį sudaro a dvigubas sluoksnis tam tikros rūšies lipidų, žinomų kaip fosfolipidai su jame esančiais baltymais. Šie baltymai yra nešančių baltymų ir, kaip rodo jų pavadinimas, jie palengvina medžiagų praėjimą, tuo pačiu valdydami srautus, kurie patenka į ląstelę ir išeina iš jos.

Kai kurie baltymų nešikliai formuoti kanalus, panašus į vartus, kurie atsidaro arba užsidaro, kad galėtų praeiti medžiagomis. Yra kanalų baltymai

jie atsidaro ir užsidaro pagal ląstelių poreikius ir reaguoja į daugybę signalų. Šio tipo baltymai dalyvauja tam tikro tipo ląstelių transporte, vadinamame pasyvus palengvintas transportavimas arba palengvinta difuzija.

Yra ir kitų rūšių transporterių baltymų, žinomų kaip bombos ir jie veikia panašiai kaip katapulta, kuri užfiksuoja molekulę vienoje pusėje ir meta ją į kitą membranos pusę. Šio tipo baltymai veikia per Aktyvus transportas.

Koncentracijos gradientai: korinio transporto varomoji jėga

Abiejose membranos pusėse yra organinių ir mineralinių molekulių vandeninis tirpalas (tai reiškia, kad tirpiklis yra vanduo). Kiekvienai iš esamų medžiagų tirpalas turi a skirtinga koncentracija; tai yra ištirpęs tam tikras kiekis ištirpusios medžiagos.

Pavyzdžiui, jei ruošiame dvi stiklines limonado 250 ml stiklinėje (skysčio kiekis, kuris patenka į stiklinę), bet vienoje iš stiklinių dedame 2 šaukštus cukraus ir kitus 4, tas su 4 šaukštais tikrai bus per saldus ir cukraus koncentracija didelė. Kita taurė bus mažesnės koncentracijos ir ne toks saldus skonis. Jei sumaišysime abiejų stiklinių turinį, mišinio skonis bus homogenizuotas viduryje tarp abiejų tirpalų ir galbūt dabar turime pusę litro limonado su tinkamu tašku cukraus. Tai pavyzdys, kaip tirpios medžiagos juda žemyn koncentracijos gradientu. Maišant stiklines, cukraus molekulės judėjo iš labiau koncentruoto tirpalo į mažiau koncentruotą, kol visas tirpalas pasiekė vienodą koncentraciją ir judėjimas sustojo.

pasyvus transportas

Pasyvus transportavimas – tai tarsi atsukti čiaupą ir tiesiog leisti vandeniui nevaldomai tekėti. nešvaistydamas energijos. Šiame etape medžiagos juda žemyn savo koncentracijos gradientuty iš ten, kur daugiau koncentracijos, kur mažiau, kol pasiekiama pusiausvyra, kaip limonado taurių pavyzdyje. Yra du pasyvaus pernešimo tipai: paprasta difuzija ir palengvinta difuzija.

Paprasta difuzija

Šio tipo transporte mažos molekulės, tokios kaip deguonis ir anglies dioksidas, kerta ląstelės membraną žemyn savo koncentracijos gradientu.

Šis procesas panašus į limonado taurių pavyzdį arba kai kvepalų kvapas pasklinda per a kambarys: molekulės juda iš ten, kur daugiau kvepalų, į kur jų mažiau, kol kvapas išsisklaido tolygiai.

Supaprastinta difuzija

Didesnės arba elektriškai įkrautos molekulės negali pereiti membranos, todėl jai pereiti reikia pagalbos. Čia yra kanalų transporterių baltymai.

The Molekulės kerta kanalus žemyn gradientu., tačiau tuos kanalus galima uždaryti arba atidaryti atsižvelgiant į korinio ryšio sąlygas. Jei kanalas uždarytas, nors abiejose membranos pusėse yra koncentracijos gradientas, judesio nebus.

Osmosas

Tai paprasta vandens difuzija per ląstelės membraną.. Vanduo turi neįtikėtiną gebėjimą prasiskverbti per membraninius riebalus, o tai reiškia, kad ląstelės turi atidžiai kontroliuoti savo vandens kiekį.

Jei ląstelė yra sūresnėje aplinkoje nei jos vidus, iš ląstelės ištekės vanduo, kad praskiestų išorinė druska, o tai gali sukelti ląstelių susitraukimą. Kita vertus, jei išorinė aplinka yra mažiau sūri, vanduo pateks į ląstelę, todėl ji išsipūs ir galbūt sprogs. Norėdami to išvengti, augalų ląstelės turi standžią ląstelių sienelę kurioje yra ląstelė ir neleidžia jos tūriui didėti virš ribos.

gyvūnų ląstelės be sienos, turi būti aplinkoje su griežtai kontroliuojamu druskingumu, kitaip jie gali nukentėti a osmosinis šokas ir mirti. Dėl šios priežasties labai svarbus yra druskos balansas kraujyje, kuris yra atsakingas už šalinimo sistemą.

Aktyvus transportas ir pavyzdžiai

Skirtingai nuo pasyvaus transporto, aktyvus transportas reikalauja energijos sąnaudų. Ląstelės naudoti energiją medžiagoms perkelti prieš jų koncentracijos gradientą, tai yra, iš kur mažesnė koncentracija, į kur daugiau. Ląstelės naudoti energiją siurblio baltymams aktyvuoti, katapultos, apie kurias kalbėjome, kai paminėjome ląstelės sienelės struktūrą.

Aktyvaus transportavimo metu transporteriniai baltymai naudoja energiją tiesiogiai, kad būtų galima pumpuoti medžiagas prieš jų gradientą. Jonai ir mineralinės druskos yra medžiagos, kurios kartais juda prieš savo gradientą dėl tokio tipo procesų. Pavyzdys yra natrio ir kalio siurblys, būtinas raumenų ir neuronų veiklai.

Kitais atvejais baltymai-nešikliai veikia kartu su pasyviu transportavimu. Šiuo atveju žingsnis gradiento naudai suteikia „stūmimo“ arba tempia medžiagą, kuri kertasi su gradientu. Tarsi inercija būtų naudojama judant į priekį. Pavyzdys yra gliukozės pernešimas žarnyno ląstelėse, kai natris yra išpumpuojamas iš ląstelės natrio-kalio siurblys, generuojantis gradientą, leidžiantį gliukozei patekti į ląstelę, pasinaudojant tuo "stumti".

endocitozė

Kitas aktyvus transportavimo mechanizmas yra endocitozė, kuri taip pat perneša medžiagas prieš savo gradientą, ir yra naudojamas didesnės dalelės, maždaug bakterijos ar ląstelės dydžio. Tokiu atveju, ląstelė „praryja“ dalelę. Šis mechanizmas yra pagrindinė vienaląsčių organizmų maisto forma o kai kurios imuninės sistemos ląstelės, žinomos kaip makrofagai, valgo į organizmą įsiveržusius agentus.

Yra ir kitų transportavimo mechanizmų, tačiau veikiami mechanizmai yra pagrindiniai ir dažniausiai ląstelėse.