Определение активного/пассивного клеточного транспорта (через мембрану)

Клетки являются основными единицами строения жизни. Они похожи на маленькие города, полные деятельности, и, как и в городе, транспорт и обмен материалы между экстерьером и интерьером необходимы для того, чтобы все работало, и должны быть строго проверено. Клеточная мембрана является барьером, отделяющим клетку от внешнего мира, и все вещества, попадающие в клетки и покидающие их, должны проходить через нее, заботясь о регулировании прохода.

Клеточная мембрана: граница выбора

Мембрана похожа на фильтр, который пропускает одни вещества и блокирует другие. Он состоит из двойной слой тип липидов, известный как фосфолипиды со встроенными в него белками. Эти белки являются белки-носители и, как следует из их названия, они облегчают прохождение веществ, контролируя при этом потоки, которые входят в клетку и выходят из нее.

Некоторые белки-переносчики каналы формы, сравнимые с воротами, которые открываются или закрываются, чтобы пропустить материалы. Являются канальные белки

они открываются и закрываются в зависимости от потребностей клеток и реагируют на множество сигналов. Этот тип белка участвует в типе клеточного транспорта, известном как пассивный облегченный транспорт или облегченная диффузия.

Существуют и другие типы белков-транспортеров, известные как бомбы и они действуют подобно катапульте, которая захватывает молекулу с одной стороны и отбрасывает ее к другой стороне мембраны. Эти типы белков действуют во время Активный транспорт.

Градиенты концентрации: движущая сила клеточного транспорта

По обе стороны мембраны находится водный раствор (это означает, что растворителем является вода) органических и минеральных молекул. Для каждого из присутствующих веществ раствор имеет разная концентрация; то есть растворено определенное количество растворенного вещества.

Например, если мы приготовим два стакана лимонада в стакане объемом 250 мл (количество жидкости, попадающей в стакан), но в одном из стаканов мы кладем 2 столовые ложки сахара, а другие 4, тот, что с 4 столовыми ложками, наверняка будет слишком сладким, и концентрация сахара будет высокой. Другой стакан будет иметь более низкую концентрацию и будет менее сладким на вкус. Если мы смешаем содержимое обоих стаканов, вкус смеси будет гомогенизирован в средней точке. между обоими растворами, и, возможно, теперь у нас есть пол-литра лимонада с правильной точкой сахар. Это пример того, как растворенные вещества движутся вниз по градиенту концентрации. Перемешивая стаканы, молекулы сахара перемещались из более концентрированного раствора в менее концентрированный, пока весь раствор не достигал одинаковой концентрации и движение не прекращалось.

пассивный транспорт

Пассивный транспорт — это все равно, что открыть кран и позволить воде бесконтрольно течь. без траты энергии. На этом этапе вещества движутся по градиенту концентрации, то есть от того, где концентрация больше, туда, где меньше, до достижения равновесия, как на примере стаканов лимонада. Существует два типа пассивного транспорта: простая диффузия и облегченная диффузия.

Обычная диффузия

При этом типе транспорта небольшие молекулы, такие как кислород и углекислый газ, пересекают клеточную мембрану по градиенту их концентрации.

Этот процесс аналогичен примеру со стаканами лимонада или когда запах духов распространяется по помещение: молекулы движутся от того места, где больше аромата, туда, где его меньше, пока аромат не рассеется равномерно.

Облегченное распространение

Большие или электрически заряженные молекулы не могут пересечь мембрану и нуждаются в помощи, чтобы пересечь ее. Вот где белки-переносчики каналов.

Молекулы пересекают каналы по градиенту., но эти каналы могут быть закрыты или открыты в зависимости от клеточных условий. Если канал закрыт, несмотря на то, что по обе стороны мембраны существует градиент концентрации, движения не будет.

Осмос

Это простая диффузия воды через клеточную мембрану.. Вода обладает невероятной способностью проходить через мембранные жиры, а это означает, что клетки должны тщательно контролировать содержание воды.

Если клетка находится в более соленой среде, чем ее внутренняя часть, вода будет вытекать из клетки, чтобы разбавить внешнюю соль, что может привести к усадке клетки. С другой стороны, если внешняя среда менее соленая, вода будет поступать в клетку, заставляя ее набухать и, возможно, лопаться. Чтобы избежать этого, растительные клетки имеют жесткую клеточную стенку который содержит клетку и не позволяет ей увеличиваться в объеме сверх предела.

животные клетки без стенки, должны находиться в среде со строго контролируемой соленостью, иначе они могут пострадать осмотический шок и умереть. По этой причине очень важен солевой баланс крови, отвечающей за выделительную систему.

Активный транспорт и примеры

В отличие от пассивного транспорта, активный транспорт требует затрат энергии. Клетки использовать энергию для перемещения веществ против градиента их концентрации, то есть оттуда, где концентрация меньше, туда, где больше. Клетки использовать энергию для активации насосных белков, катапульты, о которых мы говорили, когда упоминали структуру клеточной стенки.

Во время активного транспорта белки-транспортеры используют энергию напрямую, чтобы иметь возможность перекачивать вещества против их градиента. Ионы и минеральные соли представляют собой вещества, которые иногда движутся против своего градиента посредством процессов этого типа. Примером может служить натрий-калиевый насос, необходимый для функционирования мышц и нейронов.

В других случаях белки-переносчики функционируют в сочетании с пассивным транспортом. В этом случае шаг в пользу градиента дает «толчок» или увлекает вещество, пересекающее его градиент. Это как если бы инерция использовалась для движения вперед. Примером может служить транспорт глюкозы в клетках кишечника, где натрий выкачивается из клетки с помощью натрий-калиевый насос, создающий градиент, который позволяет глюкозе проникать в клетку, пользуясь этим "толкать".

эндоцитоз

Другим активным транспортным механизмом является эндоцитоз, который также транспортирует вещества против своего градиента, и используется для более крупные частицы, размером с бактерию или клетку. В этом случае, клетка «проглатывает» частицу. Этот механизм является основная пища одноклеточных организмов а некоторые клетки иммунной системы, известные как макрофаги, поедают вторгающиеся в организм агенты.

Существуют и другие транспортные механизмы, но выявленные механизмы являются основными и наиболее распространенными в клетках.