Definition av aktiv/passiv cellulär transport (genom membranet)

Celler är de grundläggande enheterna i livets struktur. De är som små städer fulla av aktivitet och, precis som i en stad, transporter och utbyte av material mellan exteriör och interiör är avgörande för att allt ska fungera och måste vara rigoröst kontrollerade. Cellmembranet är barriären som skiljer cellen från omvärlden, och alla ämnen som kommer in i och lämnar cellerna måste passera genom den och sköta om passagen.

Cellmembranet: en selektiv gräns

Membranet är som ett filter som tillåter passage av vissa ämnen och blockerar andra. Den är sammansatt av en dubbelt lager av en typ av lipid som kallas fosfolipider med proteiner inbäddade i den. Dessa proteiner är bärarproteiner och, som deras namn indikerar, underlättar de passage av ämnen samtidigt som de kontrollerar flödena som kommer in i och lämnar cellen.

Vissa bärarproteiner bilda kanaler, jämförbar med portar, som öppnas eller stänger för att tillåta passage av material. Är kanalproteiner de öppnar och stänger utifrån cellernas behov och svarar på en mängd signaler. Denna typ av protein deltar i en typ av cellulär transport som kallas

passivt underlättad transport eller underlättad diffusion.

Det finns andra typer av transportproteiner, kända som bomber och de fungerar på ett liknande sätt som en katapult, som fångar en molekyl på ena sidan och kastar den mot den andra sidan av membranet. Dessa typer av proteiner verkar under Aktiv transport.

Koncentrationsgradienter: Cellulär transports drivkraft

På båda sidor av membranet finns en vattenlösning (det betyder att lösningsmedlet är vatten) av organiska och mineraliska molekyler. För vart och ett av de närvarande ämnena har lösningen en olika koncentration; det vill säga att det finns en viss mängd löst ämne.

Om vi ​​till exempel förbereder två glas lemonad i ett 250 ml glas (mängden vätska som kommer in i ett glas) men ett av glasen har vi lägger 2 matskedar socker och de andra 4, den med 4 matskedar blir säkert för söt och sockerkoncentrationen blir hög. Det andra glaset kommer att ha en lägre koncentration och kommer att smaka mindre sött. Om vi ​​blandar innehållet i båda glasen kommer smaken av blandningen att homogeniseras vid en mittpunkt mellan båda lösningarna, och möjligen har vi nu en halv liter lemonad med rätt spets av socker. Detta är ett exempel på hur lösta ämnen rör sig nedåt koncentrationsgradienten. Genom att blanda bägarna flyttade sockermolekylerna sig från den mer koncentrerade lösningen till den mindre koncentrerade, tills hela lösningen nådde samma koncentration och rörelsen stannade.

passiv transport

Passiv transport är som att vrida på kranen och helt enkelt låta vattnet rinna okontrollerat. utan att slösa energi. I detta skede, ämnen rör sig ner i sin koncentrationsgradient, det vill säga från där det är mer koncentration till där det är mindre, tills man når jämvikt, som i exemplet med glasen lemonad. Det finns två typer av passiv transport: enkel diffusion och underlättad diffusion.

Vanlig diffusion

I denna typ av transport passerar små molekyler, såsom syre och koldioxid, cellmembranet nedför sin koncentrationsgradient.

Denna process liknar exemplet med glas lemonad eller när lukten av en parfym sprider sig genom en rum: molekyler rör sig från där det finns mer parfym till där det finns mindre tills doften försvinner jämnt.

Underlättad diffusion

Större eller elektriskt laddade molekyler kan inte passera membranet och behöver hjälp att passera det. Det är här kanaltransportörproteiner.

De Molekyler korsar kanalerna nedför gradienten.men dessa kanaler kan stängas eller öppnas som svar på cellulära förhållanden. Om kanalen är stängdäven om det finns en koncentrationsgradient på båda sidor av membranet, det blir ingen rörelse.

Osmos

Det är den enkla diffusionen av vatten över cellmembranet.. Vatten har en otrolig förmåga att passera genom membranfetter, vilket gör att cellerna noggrant måste kontrollera sitt vatteninnehåll.

Om en cell är i en saltare miljö än dess inre, kommer vatten att läcka ut ur cellen för att späda ut det externa saltet, vilket kan leda till cellkrympning. Å andra sidan, om den yttre miljön är mindre salt, kommer vatten att komma in i cellen, vilket gör att den sväller och eventuellt spricker. För att undvika detta, växtceller har en stel cellvägg som innehåller cellen och förhindrar att den ökar i volym över en gräns.

djurceller utan vägg, måste vara i en miljö med en strikt kontrollerad salthalt, annars kan de drabbas av en osmotisk chock och dö. Av denna anledning är saltlösningsbalansen i blodet, som ansvarar för utsöndringssystemet, mycket viktig.

Active Transport och exempel

Till skillnad från passiv transport, aktiv transport kräver energiförbrukning. Cellerna använda energi för att flytta ämnen mot deras koncentrationsgradient, det vill säga från där det är mindre koncentration till där det finns mer. Cellerna använda energi för att aktivera pumpproteiner, katapulterna vi pratade om när vi nämnde cellväggens struktur.

Under aktiv transport, transportörproteiner använder energi direkt för att kunna pumpa ämnen mot sin gradient. Joner och mineralsalter är ämnen som ibland rör sig mot sin gradient genom processer av denna typ. Ett exempel är natrium-kaliumpumpen, som är nödvändig för att muskler och neuroner ska fungera.

Andra gånger fungerar bärarproteiner kopplade till passiv transport. I det här fallet ger steget till fördel för gradienten en "push" eller drar ämnet som korsar mot dess gradient. Det är som om en tröghet användes för att gå framåt. Ett exempel är glukostransport i tarmceller, där natrium pumpas ut ur cellen av en natrium-kaliumpump, som genererar en gradient som gör att glukos kan komma in i cellen och dra nytta av det "skjuta på".

endocytos

En annan aktiv transportmekanism är endocytos, som också transporterar ämnen mot sin gradient, och används för större partiklar, ungefär lika stor som en bakterie eller cell. I detta fall, cellen "sväljer" partikeln. Denna mekanism är huvudformen av föda för encelliga organismer och några av immunsystemets celler, kända som makrofager, äter kroppens invaderande medel.

Det finns andra transportmekanismer, men de exponerade mekanismerna är de huvudsakliga och de vanligaste i celler.