Opredelitev aktivnega/pasivnega celičnega transporta (skozi membrano)

Celice so osnovne enote strukture življenja. So kot majhna mesta, polna dejavnosti in, tako kot v mestu, prevoza in izmenjave materialov med zunanjostjo in notranjostjo je bistvenega pomena, da vse deluje, in mora biti stroga preverjeno. Celična membrana je pregrada, ki ločuje celico od zunanjega sveta, skozi njo pa morajo prehajati vse snovi, ki vstopajo v celice in iz njih izstopajo, ter skrbijo za uravnavanje prehoda.

Celična membrana: selektivna meja

Membrana je kot filter, ki omogoča prehod določenih snovi, drugim pa blokira. Sestavljen je iz a dvojna plast vrste lipidov, znanih kot fosfolipidi z vgrajenimi beljakovinami. Te beljakovine so nosilne beljakovine in kot pove že njihovo ime, olajšajo prehod snovi, medtem ko nadzorujejo tokove, ki vstopajo v celico in iz nje.

Nekateri nosilni proteini oblikovati kanale, primerljivo z vrati, ki se odprejo ali zaprejo, da omogočijo prehod materialov. so kanalske beljakovine odpirajo in zapirajo se glede na potrebe celic in se odzivajo na množico signalov. Ta vrsta beljakovin sodeluje pri vrsti celičnega transporta, znanem kot

pasivno olajšan transport ali olajšana difuzija.

Obstajajo še druge vrste transportnih proteinov, znanih kot bombe in delujejo podobno kot katapult, ki zajame molekulo na eni strani in jo vrže proti drugi strani membrane. Te vrste beljakovin delujejo med Aktivni prevoz.

Gradienti koncentracije: gonilna sila celičnega transporta

Na obeh straneh membrane je vodna raztopina (to pomeni, da je topilo voda) organskih in mineralnih molekul. Za vsako od prisotnih snovi ima raztopina a drugačna koncentracija; to pomeni, da je raztopljena določena količina topljenca.

Na primer, če pripravimo dva kozarca limonade v 250 ml kozarcu (količina tekočine, ki vstopi v kozarec), vendar ima eden od kozarcev damo 2 žlici sladkorja in druge 4, tista s 4 žlicami bo sigurno presladka in bo koncentracija sladkorja visoka. Drugi kozarec bo imel nižjo koncentracijo in manj sladkega okusa. Če zmešamo vsebini obeh kozarcev, se okus zmesi homogenizira na sredini med obema rešitvama in morda imamo zdaj pol litra limonade s pravo točko sladkor. To je primer, kako topljenci se premikajo navzdol po koncentracijskem gradientu. Z mešanjem čaš so se molekule sladkorja premikale iz bolj koncentrirane raztopine v manj koncentrirano, dokler celotna raztopina ni dosegla enake koncentracije in se je gibanje ustavilo.

pasivni transport

Pasivni transport je kot odpreti pipo in preprosto pustiti, da voda nenadzorovano teče. brez zapravljanja energije. V tej fazi, snovi se premikajo navzdol po koncentracijskem gradientu, to je od mesta, kjer je več koncentracije, do mesta, kjer je manj, dokler ne dosežemo ravnovesja, kot na primeru kozarcev limonade. Obstajata dve vrsti pasivnega transporta: preprosta difuzija in olajšana difuzija.

Navadna difuzija

Pri tej vrsti transporta majhne molekule, kot sta kisik in ogljikov dioksid, prečkajo celično membrano navzdol po koncentracijskem gradientu.

Ta postopek je podoben primeru kozarcev limonade ali ko se vonj po parfumu širi skozi prostor: molekule se premikajo od tam, kjer je več parfuma, tja, kjer ga je manj, dokler se vonj ne razprši enakomerno.

Olajšana difuzija

Večje ali električno nabite molekule ne morejo prečkati membrane in potrebujejo pomoč, da jo prečkajo. Tukaj je kanalski transportni proteini.

The Molekule prečkajo kanale navzdol po gradientu., vendar se ti kanali lahko zaprejo ali odprejo kot odgovor na celične pogoje. Če je kanal zaprt, čeprav obstaja koncentracijski gradient na obeh straneh membrane, premikanja ne bo.

Osmoza

Gre za preprosto difuzijo vode skozi celično membrano.. Voda ima neverjetno sposobnost prehajanja skozi membranske maščobe, kar pomeni, da morajo celice skrbno nadzorovati vsebnost vode.

Če je celica v bolj slanem okolju od njene notranjosti, bo voda iz celice uhajala, da bi razredčila zunanjo sol, kar lahko povzroči krčenje celice. Po drugi strani pa, če je zunanje okolje manj slano, bo voda vstopila v celico, kar bo povzročilo, da bo nabreknila in morda počila. Da bi se temu izognili, rastlinske celice imajo togo celično steno ki vsebuje celico in preprečuje njeno povečanje prostornine čez mejo.

živalske celice brez stene, morajo biti v okolju s strogo nadzorovano slanostjo, sicer lahko utrpijo a osmotski šok in umreti. Zaradi tega je slano ravnovesje krvi, ki skrbi za izločanje, zelo pomembno.

Aktivni transport in primeri

Za razliko od pasivnega transporta, aktivni transport zahteva porabo energije. Celice uporabljajo energijo za premikanje snovi proti njihovemu koncentracijskemu gradientu, torej od tam, kjer je koncentracije manj, tja, kjer je je več. Celice porabijo energijo za aktiviranje beljakovin črpalke, katapulti, o katerih smo govorili, ko smo omenili strukturo celične stene.

Med aktivnim prevozom, transportni proteini porabljajo energijo neposredno, da lahko črpa snovi proti njihovemu gradientu. Ioni in mineralne soli so snovi, ki se včasih premikajo proti svojemu gradientu s tovrstnimi procesi. Primer je natrijevo-kalijeva črpalka, bistvena za delovanje mišic in nevronov.

Drugič nosilni proteini delujejo skupaj s pasivnim transportom. V tem primeru korak v korist gradienta povzroči "potisk" ali vleče snov, ki prečka proti njegovemu gradientu. Kot da bi za premikanje naprej uporabili inercijo. Primer je transport glukoze v črevesnih celicah, kjer se natrij črpa iz celice natrijevo-kalijevo črpalko, ki ustvarja gradient, ki glukozi omogoči vstop v celico, pri čemer izkoristi to "potiskati".

endocitoza

Drugi aktivni transportni mehanizem je endocitoza, ki prav tako prenaša snovi proti svojemu gradientu, in se uporablja za večjih delcevpribližno velikosti bakterije ali celice. V tem primeru, celica »pogoltne« delec. Ta mehanizem je glavna oblika hrane za enocelične organizme in nekatere celice imunskega sistema, znane kot makrofagi, pojedo napadalce telesa.

Obstajajo še drugi transportni mehanizmi, vendar so izpostavljeni glavni in najpogostejši v celicah.