Definisjon av aktiv/passiv cellulær transport (gjennom membranen)

Celler er de grunnleggende enhetene i livets struktur. De er som små byer fulle av aktivitet og, akkurat som i en by, transport og utveksling av materialer mellom eksteriør og interiør er avgjørende for at alt skal fungere og må være strengt krysset av. Cellemembranen er barrieren som skiller cellen fra omverdenen, og alle stoffene som kommer inn og ut av cellene må passere gjennom den og sørge for å regulere passasjen.

Cellemembranen: en selektiv grense

Membranen er som et filter som tillater passasje av visse stoffer, og blokkerer andre. Den er sammensatt av en dobbelt lag av en type lipid kjent som fosfolipider med proteiner innebygd i den. Disse proteinene er bærerproteiner og, som navnet indikerer, letter de passasjen av stoffer mens de kontrollerer strømmene som kommer inn og ut av cellen.

Noen bærerproteiner danne kanaler, sammenlignbar med porter, som åpnes eller lukkes for å tillate passasje av materialer. Are kanalproteiner de åpnes og lukkes basert på cellenes behov og reagerer på en mengde signaler. Denne typen protein deltar i en type cellulær transport kjent som

passiv tilrettelagt transport eller tilrettelagt diffusjon.

Det finnes andre typer transportørproteiner, kjent som bomber og de virker på samme måte som en katapult, som fanger et molekyl på den ene siden og kaster det mot den andre siden av membranen. Disse typer proteiner virker under Aktiv transport.

Konsentrasjonsgradienter: Drivkraften til mobiltransport

På begge sider av membranen er det en vandig løsning (dette betyr at løsningsmidlet er vann) av organiske og mineralske molekyler. For hvert av de tilstedeværende stoffene har løsningen en ulik konsentrasjon; det vil si at det er en viss mengde oppløst stoff.

For eksempel, hvis vi tilbereder to glass limonade i et 250 ml glass (mengden væske som kommer inn i et glass), men ett av glassene har vi legger 2 ss sukker og de andre 4, den med 4 ss blir sikkert for søt og sukkerkonsentrasjonen blir høy. Det andre glasset vil ha en lavere konsentrasjon og vil smake mindre søtt. Hvis vi blander innholdet i begge glassene, blir smaken av blandingen homogenisert ved et midtpunkt mellom begge løsningene, og muligens nå har vi en halv liter limonade med riktig spiss på sukker. Dette er et eksempel på hvordan løste stoffer beveger seg nedover konsentrasjonsgradienten. Ved å blande begrene flyttet sukkermolekylene seg fra den mer konsentrerte løsningen til den mindre konsentrerte, til hele løsningen nådde samme konsentrasjon og bevegelsen stoppet.

passiv transport

Passiv transport er som å skru på kranen og rett og slett la vannet renne ukontrollert. uten å kaste bort energi. I dette stadiet, stoffer beveger seg nedover konsentrasjonsgradienten, det vil si fra der det er mer konsentrasjon til der det er mindre, til man når likevekt, som i eksemplet med glassene med limonade. Det finnes to typer passiv transport: enkel diffusjon og tilrettelagt diffusjon.

Vanlig diffusjon

I denne typen transport krysser små molekyler, som oksygen og karbondioksid, cellemembranen nedover konsentrasjonsgradienten.

Denne prosessen ligner på eksemplet med glass limonade eller når lukten av en parfyme sprer seg gjennom en rom: molekyler beveger seg fra der det er mer parfyme til der det er mindre til duften sprer seg jevnt.

Tilrettelagt diffusjon

Større eller elektrisk ladede molekyler kan ikke krysse membranen, og trenger hjelp til å krysse den. Det er her kanaltransportørproteiner.

De Molekyler krysser kanalene nedover gradienten., men disse kanalene kan lukkes eller åpnes som svar på cellulære forhold. Hvis kanalen er stengt, selv om det er en konsentrasjonsgradient på begge sider av membranen, det blir ingen bevegelse.

Osmose

Det er den enkle diffusjonen av vann over cellemembranen.. Vann har en utrolig evne til å passere gjennom membranfett, noe som gjør at cellene nøye må kontrollere vanninnholdet sitt.

Hvis en celle er i et saltere miljø enn dens indre, vil vann lekke ut av cellen for å fortynne det eksterne saltet, noe som kan føre til cellekrymping. På den annen side, hvis det ytre miljøet er mindre salt, vil vann komme inn i cellen, noe som får den til å svelle og muligens briste. For å unngå dette, planteceller har en stiv cellevegg som inneholder cellen og hindrer den i å øke i volum utover en grense.

dyreceller uten vegg, må være i et miljø med strengt kontrollert saltholdighet, ellers kan de lide av en osmotisk sjokk og dø. Av denne grunn er saltvannsbalansen i blodet, som har ansvaret for utskillelsessystemet, veldig viktig.

Aktiv transport og eksempler

I motsetning til passiv transport, aktiv transport krever energiforbruk. Cellene bruke energi til å flytte stoffer mot deres konsentrasjonsgradient, altså fra der det er mindre konsentrasjon til der det er mer. Cellene bruke energi til å aktivere pumpeproteiner, katapultene vi snakket om da vi nevnte strukturen til celleveggen.

Under aktiv transport, transportørproteiner bruker energi direkte for å kunne pumpe stoffer mot deres gradient. Ioner og mineralsalter er stoffer som noen ganger beveger seg mot sin gradient ved prosesser av denne typen. Et eksempel er natrium-kalium-pumpen, essensiell for funksjonen til muskler og nevroner.

Andre ganger fungerer bærerproteiner koblet til passiv transport. I dette tilfellet gir trinnet til fordel for gradienten et "push" eller drar stoffet som krysser mot gradienten. Det er som om en treghet ble brukt for å komme videre. Et eksempel er glukosetransport i tarmceller, hvor natrium pumpes ut av cellen av en natrium-kalium-pumpe, som genererer en gradient som lar glukose komme inn i cellen og dra nytte av det "trykk".

endocytose

En annen aktiv transportmekanisme er endocytose, som også transporterer stoffer mot sin gradient, og brukes til større partikler, omtrent på størrelse med en bakterie eller celle. I dette tilfellet, cellen "svelger" partikkelen. Denne mekanismen er hovedformen for mat for encellede organismer og noen av cellene i immunsystemet, kjent som makrofager, spiser kroppens invaderende midler.

Det finnes andre transportmekanismer, men de eksponerte mekanismene er de viktigste og de vanligste i cellene.