كيف تعبر الأيونات طبقة الدهون الثنائية لغشاء الخلية؟

ال غشاء الخلية هو من بين العديد من الانتصارات الرائعة للتطور البيولوجي. واحدة من ثلاث سمات مشتركة بين جميع الخلايا الحية ، هذا الغشاء ليس فقط حاجزًا ثابتًا يعطي الخلايا شكلها وحاوية لها محتوياتها الجزيئية ، ولكن أيضًا بوابة قابلة للاختراق بشكل انتقائي تحدد المواد التي يمكن وما لا يمكن أن تمر داخل وخارج زنزانة.

تمامًا كما يتطلب مصنع تجميع السيارات إمدادًا ثابتًا من المواد الخام المختلفة إلى حد كبير (مثل المعادن والمطاط والموارد البشرية والتكنولوجية) للعمل في ذروة السعة ، تتطلب الخلية طريقة للسماح للجزيئات التي تحتاجها الخلية لدخول تفاعلاتها مع استمرار تنظيم عملية نقل الغشاء باعتبارها كل.

تأكيد الأيونات، أو الذرات التي تحمل شحنة كهربائية صافية ، هي من بين الجزيئات المفضلة التي يمكن أن تمر ، ولكن فقط مع بعض الجهد.

الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة مع أصغر أشكال الحياة التي تتكون من خلية واحدة فقط وجسمك يتضمن تريليونات. الجميع الخلايا لها غشاء خلوي ، أ السيتوبلازم و الريبوسومات; تحتوي معظم الخلايا على مكونات أخرى أيضًا. يُطلق على غشاء الخلية أيضًا اسم غشاء البلازما ، ولكن نظرًا لأن بعض الهياكل الخلوية الأخرى تحتوي أيضًا على أغشية بلازما ، فإن "غشاء الخلية" يكون أكثر تحديدًا.

يعطي غشاء الخلية حدودًا وصلابة للخلية ، مما يسمح لها باحتواء محتوياتها الحيوية. كما يوفر الحماية لتلك المحتويات في شكل حاجز مادي. هذا الحاجز غشاء الخلية شبه نفاذا، حيث يمكن لبعض المواد أن تمر وتخرج بينما يُحرم البعض الآخر من المرور.

يتكون غشاء الخلية من أ الفوسفوليبيد طبقة ثنائية. وهي تشتمل على طبقتين متطابقتين من الناحية الهيكلية تواجهان بعضهما البعض بطريقة "صورة معكوسة". تتكون كل طبقة من جزيئات فسفوليبيدية طويلة خطية في الغالب ، تتراكم جنبًا إلى جنب ، ولكن - والأهم من ذلك - تحافظ على بعض المسافة بينها. وتشمل هذه الجزيئات "رأس" الفوسفات و "ذيل" دهني.

رؤوس الفوسفات محبة للماء ، أو "تبحث عن الماء" ، لأنها تحمل توزيع شحنة غير متساو. لذلك فإن هذه الرؤوس تواجه السطح الخارجي المائي للخلية نفسها والسيتوبلازم في الداخل.

من ناحية أخرى ، تواجه ذيول الكارهة للماء بعضها البعض على الجزء الداخلي من طبقة ثنائية الفوسفوليبيد.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لغشاء الخلية في حماية الخلية ، وهي ميزة متأصلة في تكوينها وهيكلها.

وظيفة أساسية أخرى هي السماح لبعض الجزيئات بالمرور والخروج من الخلية ، ولكن ليس جميعها. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يشارك غشاء الخلية بطريقة ما في إعطاء تلك الجزيئات المثقلة بالأعباء حسب الحجم أو الشحنة الكهربائية ، ولكن لا يزال يتعين عليك المرور بطريقة ما ، فأنا نشط في هذا عملية.

يتم تحديد نفاذية الطبقة الثنائية الدهنية من خلال عوامل مختلفة. واحد من هؤلاء ، ربما يكون بديهيًا ، هو الحجم. آخر هو التهمة. نظرًا لأن الجزء الداخلي من الطبقة الثنائية عبارة عن مجموعتين من جزيئات الدهون الكارهة للماء التي تواجه بعضها البعض ، فإن الجزء الداخلي معاد لمرور الجزيئات المحبة للماء مثل الأيونات ومعظم الجزيئات البيولوجية.

بشكل عام ، يعتمد نقل غشاء الخلية على:

• نفاذية الغشاء نفسه ، وهي ليست ثابتة
• حجم وشحنة الجزيئات "الساعية" للمرور
• فرق تركيز هذا الجزيء بين جانب واحد من غشاء الخلية (الجزء الخارجي للخلية) والآخر ( السيتوبلازم)

لا يمكن للأيونات أن تنتشر عبر الأغشية أسفل تدرج تركيزها ، حتى الأصغر منها (H⁺، بروتون أو مشحون ذرة الهيدروجين).

بدلا من ذلك ، تسمى البروتينات المدمجة في نقاط على طول غشاء الخلية بروتينات القناة تشكل المسام ، أو القنوات ، التي يمكن للأيون المطلوب أن يمر من خلالها ، كما هو الحال من خلال نفق تحت الأرض خاص به.