Definícia aktívneho/pasívneho bunkového transportu (cez membránu)

Bunky sú základnými jednotkami štruktúry života. Sú ako malé mestá plné ruchu a ako v meste aj dopravy a výmeny materiály medzi exteriérom a interiérom je nevyhnutné, aby všetko fungovalo a musí byť prísne skontrolované. Bunková membrána je bariéra, ktorá oddeľuje bunku od vonkajšieho sveta a všetky látky, ktoré vstupujú do buniek a opúšťajú ich, cez ňu musia prejsť, pričom sa starajú o reguláciu prechodu.

Bunková membrána: selektívna hranica

Membrána je ako filter, ktorý umožňuje prechod určitých látok a blokuje iné. Skladá sa z a dvojitá vrstva typu lipidu známeho ako fosfolipidy s proteínmi v ňom zabudovanými. Tieto proteíny sú nosné proteíny a ako naznačuje ich názov, uľahčujú prechod látok a zároveň kontrolujú toky, ktoré vstupujú do bunky a opúšťajú ju.

Niektoré nosné proteíny formové kanályporovnateľné s bránami, ktoré sa otvárajú alebo zatvárajú, aby umožnili prechod materiálov. sú kanálové proteíny otvárajú a zatvárajú sa na základe potrieb buniek a reagujú na množstvo signálov. Tento typ proteínu sa podieľa na type bunkového transportu známeho ako

pasívny uľahčený transport alebo uľahčená difúzia.

Existujú aj iné typy transportných proteínov, tzv bomby a pôsobia podobne ako katapult, ktorý zachytí molekulu na jednej strane a hodí ju na druhú stranu membrány. Tieto typy proteínov pôsobia počas Aktívna doprava.

Gradienty koncentrácie: Hnacia sila bunkovej dopravy

Na oboch stranách membrány je vodný roztok (to znamená, že rozpúšťadlom je voda) organických a minerálnych molekúl. Pre každú z prítomných látok má roztok a rozdielna koncentrácia; to znamená, že je tam určité množstvo rozpustenej látky.

Napríklad, ak pripravíme dva poháre limonády v 250 ml pohári (množstvo tekutiny, ktoré sa dostane do pohára), ale jeden pohár má dáme 2 lyžice cukru a ďalšie 4, tá so 4 lyžicami bude určite príliš sladká a koncentrácia cukru bude vysoká. Druhý pohár bude mať nižšiu koncentráciu a bude chutiť menej sladko. Ak zmiešame obsah oboch pohárov, chuť zmesi bude v strede homogenizovaná medzi oboma riešeniami a možno teraz máme pol litra limonády so správnym bodom cukor. Toto je príklad ako rozpustené látky sa pohybujú dole koncentračným gradientom. Miešaním kadičiek sa molekuly cukru presúvali z koncentrovanejšieho roztoku do menej koncentrovaného, ​​až kým celý roztok nedosiahol rovnakú koncentráciu a pohyb sa nezastavil.

pasívna doprava

Pasívna preprava je ako zapnúť kohútik a jednoducho nechať vodu nekontrolovateľne tiecť. bez plytvania energiou. V tejto fáze látky sa pohybujú nadol po svojom koncentračnom gradiente, teda z miesta, kde je väčšia koncentrácia tam, kde je menej, až po dosiahnutie rovnováhy, ako v príklade pohárov limonády. Existujú dva typy pasívneho transportu: jednoduchá difúzia a uľahčená difúzia.

Obyčajná difúzia

Pri tomto type transportu malé molekuly, ako je kyslík a oxid uhličitý, prechádzajú cez bunkovú membránu smerom nadol svojim koncentračným gradientom.

Tento proces je podobný ako v prípade pohárov limonády alebo keď sa vôňa parfumu šíri cez a miestnosť: molekuly sa presúvajú z miesta, kde je viac parfumu, tam, kde je ho menej, až kým sa vôňa nerozptýli rovnomerne.

Uľahčená difúzia

Väčšie alebo elektricky nabité molekuly nemôžu prejsť cez membránu a potrebujú pomoc, aby ju prešli. Toto je miesto kanálové transportné proteíny.

The Molekuly prechádzajú kanálmi po gradiente., ale tieto kanály môžu byť uzavreté alebo otvorené v reakcii na bunkové podmienky. Ak je kanál zatvorenýaj keď na oboch stranách membrány existuje koncentračný gradient, nebude žiadny pohyb.

Osmóza

Ide o jednoduchú difúziu vody cez bunkovú membránu.. Voda má neuveriteľnú schopnosť prechádzať cez membránové tuky, čo znamená, že bunky musia starostlivo kontrolovať obsah vody.

Ak je bunka v slanšom prostredí ako jej vnútro, voda z bunky vytečie, aby zriedila vonkajšiu soľ, čo môže viesť k zmršťovaniu buniek. Na druhej strane, ak je vonkajšie prostredie menej slané, voda sa dostane do bunky, čo spôsobí jej napučiavanie a možno aj prasknutie. Aby ste tomu zabránili, rastlinné bunky majú pevnú bunkovú stenu ktorý obsahuje bunku a zabraňuje jej zväčšovaniu objemu nad limit.

živočíšne bunky bez steny, musia byť v prostredí s prísne kontrolovanou slanosťou, inak by mohli trpieť a osmotický šok a zomrieť. Z tohto dôvodu je veľmi dôležitá slaná rovnováha krvi, ktorá má na starosti vylučovací systém.

Aktívna doprava a príklady

Na rozdiel od pasívnej dopravy aktívny transport si vyžaduje energetický výdaj. Bunky využívajú energiu na pohyb látok proti ich koncentračnému gradientu, teda odkiaľ je menšia koncentrácia tam, kde je väčšia. Bunky využiť energiu na aktiváciu pump proteínov, katapulty, o ktorých sme hovorili, keď sme spomínali štruktúru bunkovej steny.

Počas aktívnej prepravy, transportné proteíny využívajú energiu priamo, aby bolo možné čerpať látky proti ich spádu. Ióny a minerálne soli sú látky, ktoré sa procesmi tohto typu niekedy pohybujú proti svojmu gradientu. Príkladom je sodno-draslíková pumpa, nevyhnutná pre fungovanie svalov a neurónov.

Inokedy fungujú nosné proteíny spojené s pasívnym transportom. V tomto prípade krok v prospech gradientu spôsobí "tlačenie" alebo ťahá látku, ktorá prechádza proti jeho gradientu. Je to, ako keby sa na pohyb vpred používala zotrvačnosť. Príkladom je transport glukózy v črevných bunkách, kde sa sodík odčerpáva z bunky sodíkovo-draslíková pumpa, ktorá generuje gradient, ktorý umožňuje glukóze vstúpiť do bunky a využiť to "TAM".

endocytóza

Ďalším aktívnym transportným mechanizmom je endocytóza, ktorá tiež transportuje látky proti svojmu gradientua používa sa na väčšie časticeo veľkosti baktérie alebo bunky. V tomto prípade, bunka „prehltne“ časticu. Tento mechanizmus je hlavná forma potravy pre jednobunkové organizmy a niektoré bunky imunitného systému, známe ako makrofágy, požierajú napádajúce látky tela.

Existujú aj iné transportné mechanizmy, ale exponované mechanizmy sú hlavné a najbežnejšie v bunkách.