Definicja aktywnego/pasywnego transportu komórkowego (przez błonę)

Komórki są podstawowymi jednostkami struktury życia. Są jak małe miasta pełne aktywności i, podobnie jak w mieście, transportu i wymiany materiały między zewnętrzem a wnętrzem są niezbędne, aby wszystko działało i musi być rygorystyczne sprawdzony. Błona komórkowa jest barierą oddzielającą komórkę od świata zewnętrznego, a wszystkie substancje, które wchodzą i opuszczają komórki, muszą przez nią przejść, dbając o regulację przejścia.

Błona komórkowa: selektywna granica

Membrana jest jak filtr, który przepuszcza pewne substancje, a blokuje inne. Składa się z A podwójna warstwa typu lipidów, tzw fosfolipidy z osadzonymi w nim białkami. Te białka to tzw białka nośnikowe i, jak wskazuje ich nazwa, ułatwiają przechodzenie substancji, jednocześnie kontrolując przepływy, które wchodzą i opuszczają komórkę.

Niektóre białka nośnikowe tworzą kanały, porównywalne z bramami, które otwierają się lub zamykają, aby umożliwić przejście materiałów. Czy białka kanałowe otwierają się i zamykają w zależności od potrzeb komórek i reagują na wiele sygnałów. Ten rodzaj białka uczestniczy w transporcie komórkowym zwanym

pasywny transport ułatwiony lub ułatwiona dyfuzja.

Istnieją inne rodzaje białek transportujących, znane jako bomby i działają podobnie do katapulty, która wychwytuje cząsteczkę z jednej strony i rzuca ją na drugą stronę membrany. Te rodzaje białek działają podczas Transport aktywny.

Gradienty koncentracji: siła napędowa transportu komórkowego

Po obu stronach membrany znajduje się wodny roztwór (oznacza to, że rozpuszczalnikiem jest woda) cząsteczek organicznych i mineralnych. Dla każdej z obecnych substancji roztwór ma różne stężenie; to znaczy, że jest rozpuszczona pewna ilość substancji rozpuszczonej.

Na przykład, jeśli przygotujemy dwie szklanki lemoniady w szklance o pojemności 250 ml (ilość płynu, która wpływa do szklanki), ale jedna ze szklanek ma dosypujemy 2 łyżki cukru i pozostałe 4, ta z 4 łyżkami na pewno będzie za słodka i stężenie cukru będzie wysokie. Druga szklanka będzie miała mniejsze stężenie i będzie mniej słodka. Jeśli zmieszamy zawartość obu szklanek, smak mieszanki ujednolici się w połowie między obydwoma rozwiązaniami i być może teraz mamy pół litra lemoniady z właściwym punktem cukier. To jest przykład tego, jak substancje rozpuszczone przesuwają się w dół gradientu stężeń. Mieszając zlewki, cząsteczki cukru przemieszczały się z bardziej stężonego roztworu do mniej stężonego, aż cały roztwór osiągnął to samo stężenie i ruch ustał.

transport pasywny

Transport pasywny jest jak odkręcenie kranu i po prostu pozwolenie wodzie płynąć w niekontrolowany sposób. bez marnowania energii. Na tym etapie, substancje przesuwają się w dół swojego gradientu stężeń, czyli od miejsca, w którym stężenie jest większe, do miejsca, w którym jest mniej, aż do osiągnięcia stanu równowagi, jak na przykładzie szklanek z lemoniadą. Istnieją dwa rodzaje transportu biernego: dyfuzja prosta i dyfuzja ułatwiona.

Zwykła dyfuzja

W tego rodzaju transporcie małe cząsteczki, takie jak tlen i dwutlenek węgla, przechodzą przez błonę komórkową zgodnie z ich gradientem stężeń.

Proces ten jest podobny do przykładu kieliszków lemoniady lub gdy zapach perfum rozchodzi się po pokój: cząsteczki przemieszczają się z miejsca, w którym jest więcej perfum, do miejsca, w którym jest ich mniej, aż zapach się rozproszy równomiernie.

Ułatwiona dyfuzja

Większe lub naładowane elektrycznie cząsteczki nie mogą przejść przez błonę i potrzebują pomocy, aby ją przekroczyć. Tutaj jest białka transporterów kanałów.

The Cząsteczki przechodzą przez kanały w dół gradientu., ale kanały te mogą być zamknięte lub otwarte w odpowiedzi na warunki komórkowe. Jeśli kanał jest zamknięty, mimo że po obu stronach membrany występuje gradient stężeń, nie będzie żadnego ruchu.

Osmoza

Jest to prosta dyfuzja wody przez błonę komórkową.. Woda ma niesamowitą zdolność przenikania przez błony tłuszczowe, co oznacza, że ​​komórki muszą dokładnie kontrolować zawartość wody.

Jeśli komórka znajduje się w bardziej zasolonym środowisku niż jej wnętrze, woda wycieknie z komórki w celu rozcieńczenia soli zewnętrznej, co może prowadzić do kurczenia się komórek. Z drugiej strony, jeśli środowisko zewnętrzne jest mniej słone, woda dostanie się do komórki, powodując jej pęcznienie i prawdopodobnie pęknięcie. Uniknąć tego, komórki roślinne mają sztywną ścianę komórkową który zawiera komórkę i zapobiega zwiększaniu jej objętości poza limit.

komórki zwierzęce bez ściany, muszą znajdować się w środowisku o ściśle kontrolowanym zasoleniu, w przeciwnym razie mogą cierpieć szok osmotyczny i umarł. Z tego powodu bardzo ważna jest równowaga soli we krwi, która odpowiada za układ wydalniczy.

Transport aktywny i przykłady

W odróżnieniu od transportu biernego, transport aktywny wymaga wydatku energetycznego. komórki wykorzystują energię do przemieszczania substancji wbrew ich gradientowi stężeń, czyli od miejsca, gdzie jest mniej koncentracji, do miejsca, gdzie jest więcej. komórki zużywają energię do aktywacji białek pompy, katapulty, o których mówiliśmy, kiedy wspomnieliśmy o strukturze ściany komórkowej.

Podczas aktywnego transportu białka transportujące zużywają energię bezpośrednio, aby móc pompować substancje wbrew ich gradientowi. Jony i sole mineralne to substancje, które czasami poruszają się wbrew ich gradientowi w procesach tego typu. Przykładem jest pompa sodowo-potasowa, niezbędna do funkcjonowania mięśni i neuronów.

Innym razem białka nośnikowe działają w połączeniu z transportem pasywnym. W tym przypadku krok na korzyść gradientu powoduje „pchnięcie” lub przeciągnięcie substancji, która przekracza jego gradient. To tak, jakby bezwładność była używana do poruszania się do przodu. Przykładem jest transport glukozy w komórkach jelitowych, gdzie sód jest wypompowywany z komórki przez pompa sodowo-potasowa, generująca gradient, który pozwala glukozie dostać się do komórki, wykorzystując to "naciskać".

endocytoza

Innym aktywnym mechanizmem transportu jest endocytoza, która również transportuje substancje wbrew swojemu nachyleniui służy do większe cząstki, mniej więcej wielkości bakterii lub komórki. W tym przypadku, komórka „połyka” cząstkę. Ten mechanizm jest główna forma pożywienia organizmów jednokomórkowych a niektóre komórki układu odpornościowego, znane jako makrofagi, zjadają czynniki atakujące organizm.

Istnieją inne mechanizmy transportu, ale odsłonięte mechanizmy są głównymi i najczęściej występującymi w komórkach.