Półprzepuszczalne cechy membrany, transport, funkcje

Półprzepuszczalne błony, Nazywane również „selektywnie przepuszczalnym”, są to błony, które pozwalają na przejście niektórych substancji, ale zapobiegają przejściu innych przez nich. Te błony mogą być naturalne lub syntetyczne.

Naturalne błony to błony wszystkich żywych komórek, podczas gdy syntetyczne, które mogą być naturalne (celuloza) lub nie, są syntetyzowane dla różnych zastosowań.

Schematyczne przedstawienie półprzepuszczalnej membrany (źródło: Adam Rędzikowski [CC0] przez Wikimedia Commons)

Przykładem przydatności sztucznych lub syntetycznych półprzepuszczalnych błon są te stosowane do urządzeń do dializy nerkowej lub stosowane do filtrowania mieszanin w branży lub w różnych procesach chemicznych.

Przejście substancji przez półprzepuszczalną błonę występuje w różnych mechanizmach. W błonach komórkowych i syntetycznych. Może się również zdarzyć, że substancje wchodzą przez rozpuszczanie dyfuzji w błonie.

W żywych komórkach przejście substancji przez błony może wystąpić przez transportery działające na korzyść lub przeciw gradientom stężenia substancji. Gradient w tym przypadku to różnica w istniejącym stężeniu dla substancji po obu stronach membrany.

Wszystkie komórki ziemskie mają błony, te chronią i oddzielają swoje wewnętrzne składniki od środowiska zewnętrznego. Bez błon nie ma komórek bez komórek, nie ma życia.

Ponieważ błony te są najczęstszym przykładem półprzepuszczalnych błon, odtąd zostanie położony szczególny nacisk.

[TOC]

Charakterystyka

Pierwsze badania dotyczące wyjaśnienia składników błon biologicznych wykonano przy użyciu czerwonych krwinek. W tych badaniach wykazano obecność podwójnej warstwy tworzących błony, a następnie odkryto, że składnikami tych warstw były lipidy i białka.

Wszystkie błony biologiczne są tworzone przez podwójną matrycę lipidową, która „osadza” różne typy białek.

Może ci służyć: podział komórki: typy, procesy i znaczenie

Matryca lipidów błon komórkowych powstaje przez nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe; Ten ostatni daje płynność membranie.

Lipidy są chętne w taki sposób, że tworzą bibla do siebie w środku struktury.

Fosfolipidy są najliczniejszymi lipidami wśród tych, które tworzą błony biologiczne. Wśród nich są fosfatydylocholina, fosfatydyloinozytol, fosfatydyloetanoloamina i fosfatydyloseryna.

Przykład półprzepuszczalnej membrany biologicznej (Źródło: Ladyofhats [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Wśród błon lipidowych są również cholesterol i glucolipidy, wszystkie z właściwościami amfipatycznymi.

Półprzepuszczalne białka błonowe są różnych typów (niektóre z nich mogą mieć aktywność enzymatyczną):

(1) te, które tworzą kanały jonowe lub porów

(2) Białka przenośne

(3) Białka, które łączą region komórkowy z innym i umożliwia tworzenie się tkanek

(4) odbieranie białek sprzężonych z wewnątrzkomórkowymi wodospadami i

Transport

W półprzepuszczalnej błonie biologicznej transport może odbywać się przez prostą dyfuzję, ułatwioną dyfuzję, Cotransport, aktywny transport i wtórny transport aktywny.

Prosty transport dyfuzyjny

W tego rodzaju transporcie energia poruszająca substancje przez membranę jest różnicą stężenia, która istnieje dla tych substancji po obu stronach membrany.

Zatem substancje przechodzą więcej → mniej, to znaczy z miejsca, w którym są bardziej skoncentrowane do miejsca, w którym są mniej skoncentrowane.

Dyfuzja może wystąpić, ponieważ substancja jest rozcieńczona w błonie lub przechodzi przez pory lub kanały. Pory lub kanały są dwóch typów: te, które są zawsze otwarte, a te, które otwierają się i zamykają, to znaczy są tymczasowo otwarte.

Pory, które z kolei są tymczasowo otwarte, mogą być (1) napięcie zależne, to znaczy otwierają się w odpowiedzi na określone napięcie i (2) zależne od ligandu, które muszą dołączyć do pewnej specyficznej substancji chemicznej, aby otworzyć.

Może ci służyć: autoliza: koncepcja, przyczyny, fazy i konsekwencje

Ułatwiony transport dyfuzyjny

W takim przypadku przenośnik przenosi substancję, która zostanie przetransportowana z jednej strony membrany. Te transportery są białkami błonowymi, które mogą znajdować się na stałe w błonie lub w pęcherzykach, które topią się, gdy potrzebują.

Transportery te działają również na korzyść gradientów koncentracji substancji, które transportują.

Tego rodzaju transport nie wymagają zużycia energii i dlatego nazywane są transportem pasywnym, ponieważ występują na korzyść gradientu stężenia.

Cotransportte

Innym rodzajem transportu pasywnego przez półprzepuszczalne membrany jest Cotransports SA. W tym przypadku stosuje się gradient stężenia substancji dla jednoczesnego transportu innego przeciwko jej gradientowi.

Ten rodzaj transportu może być na dwa sposoby: simport, w którym dwie substancje są transportowane w tym samym kierunku, a antyporta, w której jedna substancja jest transportowana w jednym sensie, a druga w przeciwnym kierunku.

Aktywny transport błony

Wymagają one energii i znanych zastosowań ATP, więc są nazywane Atasas. Te transportery z enzymatyczną aktywnością Hydrolizez ATP w celu uzyskania energii wymaganej do ruchu substancji przeciwko ich gradientowi stężenia.

Znane są trzy typy atasas:

Bomby Na+/K+ i pompy wapnia (Atasas wapń). Mają one strukturę utworzoną przez podjednostkę α i kolejną ß osadzoną w błonie.

Atasas V i Atasas F, które mają charakterystyczną formę łodygi złożoną z kilku podjednostek i głowy, która obraca się wokół podjednostek STEM.

Atasas V służą na przykład do pompowania wodorionów przeciwko gradientowi stężenia, żołądkowi i lizosomom. W niektórych pęcherzykach, takich jak dopaminergiczne, istnieją pompy wodoru tego typu, które pompują H+ do pęcherzyków.

Może ci służyć: rodzaje komórek i ich cechy (eukariotów i prokariotów)

Atasses f wykorzystują gradient H+, aby pokryły swoją strukturę i przyjmują ADP i P i formę ATP, to znaczy, zamiast zsyntetyzowało go hydrolizowanie ATP. Są one znalezione w błonach mitochondriów.

Wtórny aktywny transport

To transport, używając gradientu elektrochemicznego generowanego przez ATASA, ciągnie się przeciwko innej substancji. Oznacza to, że transport drugiej substancji przeciwko jej gradientowi stężenia nie jest bezpośrednio sprzężony z użyciem ATP przez cząsteczkę transportową.

Funkcje

W żywych komórkach obecność półprzepuszczalnych błon pozwala utrzymać w wewnętrznych stężeniach zupełnie innych substancji niż stężenia tych samych substancji w środowisku pozakomórkowym.

Jednak pomimo tych różnic w stężeniu i że w przypadku niektórych substancji istnieją otwarte kanały lub pory, te cząsteczki nie uciekają ani nie wchodzą, chyba że pewne warunki są potrzebne lub zmienione.

Powodem tego zjawiska jest to, że istnieje równowaga elektrochemiczna, która powoduje, że różnice stężenia przez błony kompensują gradient elektryczny generowany przez dyfuzyjne jony, a to występuje, ponieważ w komórkach niektóre substancje nie mogą opuścić substancji, które nie mogą opuścić substancji.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Dennis, ur., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Niezbędna biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, ur., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, p. (2008). Biologia komórki molekularnej (Ed.). Nowy Jork: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Berne, r., & Levy, m. (1990). Fizjologia. Mosby; Międzynarodowa edycja ED.
4. Fox, s. Siema. (2006). Ludzka psychologia (9 wyd.). Nowy Jork, USA: McGraw-Hill Press.
5. Luckey, m. (2008). BIOLOGIA Membrana strukturalna: z podstawami biochemicznymi i biofizycznymi. Cambridge University Press.