Визначення активного/пасивного клітинного транспорту (через мембрану)

Клітини є основними одиницями будови життя. Вони схожі на маленькі міста, повні активності та, як у місті, транспорту та обміну Матеріали між екстер’єром і інтер’єром є важливими для того, щоб усе працювало, і повинні бути суворими перевірено. Клітинна мембрана є бар'єром, який відокремлює клітину від зовнішнього світу, і всі речовини, які потрапляють у клітини та виходять із них, повинні проходити через неї, піклуючись про регулювання проходження.

Клітинна мембрана: селективна межа

Мембрана схожа на фільтр, який пропускає одні речовини і блокує інші. Він складається з a подвійний шар типу ліпідів, відомого як фосфоліпіди з білками, вбудованими в нього. Ці білки є білки-переносники і, як вказує їхня назва, вони полегшують проходження речовин, одночасно контролюючи потоки, які входять у клітину та виходять з неї.

Деякі білки-переносники формують канали, порівнянно з воротами, які відкриваються або закриваються, щоб забезпечити прохід матеріалів. Є канальні білки

вони відкриваються і закриваються відповідно до потреб клітин і реагують на безліч сигналів. Цей тип білка бере участь у типі клітинного транспорту, відомому як пасивний полегшений транспорт або полегшена дифузія.

Існують інші типи білків-транспортерів, відомі як бомби і вони діють подібно до катапульти, яка захоплює молекулу з одного боку та кидає її до іншого боку мембрани. Ці типи білків діють під час Активний транспорт.

Градієнти концентрації: рушійна сила клітинного транспорту

По обидва боки мембрани знаходиться водний розчин (це означає, що розчинником є ​​вода) органічних і мінеральних молекул. Для кожної з присутніх речовин розчин має a різна концентрація; тобто розчинена певна кількість розчиненої речовини.

Наприклад, якщо ми готуємо дві склянки лимонаду в склянці об’ємом 250 мл (кількість рідини, яка входить у склянку), але одна зі склянок має ми кладемо 2 столові ложки цукру, а інші 4, той, у якому 4 столові ложки, напевно буде занадто солодким і концентрація цукру буде високою. Інша склянка матиме меншу концентрацію та буде менш солодкою. Якщо ми змішаємо вміст обох склянок, смак суміші гомогенізується в середині між обома розчинами, і, можливо, тепер ми маємо півлітра лимонаду з правильною точкою цукор. Це приклад того, як розчинені речовини рухаються вниз по градієнту концентрації. Змішуючи склянки, молекули цукру рухалися від більш концентрованого розчину до менш концентрованого, доки весь розчин не досягав однакової концентрації і рух не припинився.

пасивний транспорт

Пасивний транспорт — це все одно, що відкрити кран і просто пустити воду безконтрольно. не витрачаючи енергії. На цій стадії речовини рухаються вниз по градієнту концентрації, тобто від місця, де є більша концентрація, до місця, де її менше, до досягнення рівноваги, як у прикладі зі склянками лимонаду. Існує два види пасивного транспорту: проста дифузія і полегшена дифузія.

Звичайна дифузія

У цьому типі транспорту малі молекули, такі як кисень і вуглекислий газ, перетинають клітинну мембрану за градієнтом концентрації.

Цей процес схожий на приклад зі склянками лимонаду або коли запах парфумів поширюється через кімната: молекули рухаються з місця, де більше аромату, туди, де його менше, доки запах не розійдеться рівномірно.

Полегшена дифузія

Більші або електрично заряджені молекули не можуть перетнути мембрану, і їм потрібна допомога, щоб перетнути її. Ось де канальні транспортні білки.

The Молекули проходять канали вниз по градієнту., але ці канали можуть бути закриті або відкриті у відповідь на умови клітини. Якщо канал закритий, навіть якщо існує градієнт концентрації по обидва боки мембрани, руху не буде.

Осмос

Це проста дифузія води через клітинну мембрану.. Вода має неймовірну здатність проходити через мембранні жири, а це означає, що клітини повинні ретельно контролювати вміст води.

Якщо клітина знаходиться в більш солоному середовищі, ніж її внутрішність, вода витікає з клітини, щоб розбавити зовнішню сіль, що може призвести до зморщування клітини. З іншого боку, якщо зовнішнє середовище менш солоне, вода потраплятиме в клітину, спричиняючи її набухання та, можливо, лопання. Щоб уникнути цього, Клітини рослин мають жорстку клітинну стінку який містить клітину і запобігає її збільшенню в об’ємі понад межі.

клітини тварин без стінки, повинні перебувати в середовищі із суворо контрольованою солоністю, інакше вони можуть постраждати a осмотичний шок і померти. З цієї причини дуже важливий сольовий баланс крові, який відповідає за роботу видільної системи.

Активний транспорт і приклади

На відміну від пасивного транспорту, активний транспорт потребує витрат енергії. Клітини використовувати енергію для переміщення речовин проти їх градієнта концентрації, тобто з місця, де менша концентрація, туди, де її більше. Клітини використовувати енергію для активації білків насоса, катапульти, про які ми говорили, коли згадували структуру клітинної стінки.

Під час активного транспорту, білки-транспортери використовують енергію безпосередньо, щоб мати можливість перекачувати речовини проти їх градієнта. Іони та мінеральні солі є речовинами, які іноді рухаються проти свого градієнта за допомогою процесів цього типу. Прикладом є натрієво-калієвий насос, необхідний для функціонування м’язів і нейронів.

В інших випадках білки-переносники функціонують у поєднанні з пасивним транспортом. У цьому випадку крок на користь градієнта дає «поштовх» або тягне речовину, яка перетинає його градієнт. Це як якщо б інерція використовувалася для руху вперед. Прикладом є транспорт глюкози в кишкових клітинах, де натрій викачується з клітини натрієво-калієвий насос, створюючи градієнт, який дозволяє глюкозі проникати в клітину, користуючись цим "поштовх".

ендоцитоз

Іншим активним транспортним механізмом є ендоцитоз, який також транспортує речовини проти свого градієнта, і використовується для більші частинкиприблизно розміром з бактерію або клітину. В цьому випадку, клітина «ковтає» частинку. Цей механізм є Основна форма живлення одноклітинних організмів і деякі клітини імунної системи, відомі як макрофаги, поїдають агентів, що вторгаються в організм.

Існують і інші транспортні механізми, але відкриті механізми є основними та найпоширенішими в клітинах.