माइक्रोबायोलॉजी में एकाग्रता ग्रेडिएंट क्या हैं?

एक प्रकोष्ठ को अनेक कार्य करने होते हैं। इसके सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक सेल के भीतर एक स्वस्थ वातावरण बनाए रखना है। इसके लिए विभिन्न अणुओं, जैसे आयनों, घुली हुई गैसों और जैव रासायनिकों के अंतःकोशिकीय सांद्रता को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

एक सांद्रता प्रवणता एक क्षेत्र में किसी पदार्थ की सांद्रता में अंतर है। सूक्ष्म जीव विज्ञान में, कोशिका झिल्ली एकाग्रता ढाल बनाती है।

इससे पहले कि हम समझें कि एकाग्रता ग्रेडियेंट कैसे काम करते हैं कीटाणु-विज्ञान, हमें ढाल और एकाग्रता परिभाषा (जीव विज्ञान) को समझने की जरूरत है।

ए "एकाग्रता"एक सामग्री की मात्रा को संदर्भित करता है (आमतौर पर एक विलेय कहा जाता है) जो आमतौर पर एक समाधान में पाया जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि आपके पास सेल के साइटोसोल में एक निश्चित मात्रा में चीनी है, तो चीनी होगी विलेय और साइटोसोल (जहां चीनी है) को उनके द्वारा बनाए गए घोल में "विलायक" कहा जाता है साथ में। चीनी की सांद्रता का मतलब उस कोशिका के साइटोसोल में पाई जाने वाली चीनी की मात्रा से होगा।

ए "कम और अधिक घनत्व के बीच में एक घुले हुए पदार्थ का जमाव

जब एक सांद्रता प्रवणता बनती है, तो अणु ढाल को कम करने, या छुटकारा पाने के लिए उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से कम सांद्रता की ओर प्रवाहित होना चाहते हैं। हालांकि, कभी-कभी कोशिकाओं की संरचना/कार्य के लिए ग्रेडिएंट आवश्यक होते हैं। चीनी के उदाहरण के साथ जारी रखते हुए, सेल सेल से बाहर निकलने की अनुमति देने के बजाय सेल में चीनी को उपयोग के लिए रखना चाहता है।

ए कोशिका झिल्ली फॉस्फोलिपिड्स की दोहरी परत से बना होता है, जो अणु होते हैं जिनमें फॉस्फेट हेड और दो लिपिड टेल होते हैं। इसे फॉस्फोलिपिड बाइलेयर कहा जाता है। सिर झिल्ली की आंतरिक और बाहरी सीमाओं के साथ संरेखित होते हैं, जबकि पूंछ बीच में जगह भरती है।

कोशिका झिल्ली में चयनात्मक पारगम्यता होती है - पूंछ बड़े या आवेशित अणुओं को कोशिका झिल्ली के माध्यम से फैलने से रोकती है, जबकि छोटे और वसा में घुलनशील अणु फिसल सकते हैं। चयनात्मक पारगम्यता झिल्ली में एकाग्रता ढाल बना सकती है जिसके लिए विशेष ट्रांसमेम्ब्रेन की आवश्यकता होती है प्रोटीन को दूर करने के लिए आवश्यक छोटे और वसा घुलनशील अणुओं को बिना उपयोग किए फैलाने की इजाजत देता है ऊर्जा।

छोटे, गैर-ध्रुवीय अणु अणु की सांद्रता प्रवणता के आधार पर एक कोशिका झिल्ली के माध्यम से फैल सकते हैं। एक गैर-ध्रुवीय अणु में अपेक्षाकृत समान और तटस्थ विद्युत आवेश होता है।

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन गैर-ध्रुवीय है और एक कोशिका झिल्ली में स्वतंत्र रूप से फैलती है। रक्त कोशिकाएं ऑक्सीजन के अणुओं को कोशिकाओं के आस-पास के स्थानों तक पहुँचाती हैं, जिससे O. की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता बनती है₂. एक कोशिका लगातार ऑक्सीजन का चयापचय करती है, जिससे कोशिका के आंतरिक और बाहरी के बीच एक एकाग्रता ढाल बनती है। हे₂ इस ढाल के कारण झिल्ली के माध्यम से फैलता है।

पानी और कार्बन डाइऑक्साइड, हालांकि ध्रुवीय होते हैं, बिना सहायता के कोशिका झिल्ली के माध्यम से फैलने के लिए काफी छोटे होते हैं।

एक आयन एक परमाणु या अणु है जिसमें प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की एक अलग संख्या होती है - इसमें एक विद्युत आवेश होता है। कुछ आयन, जिनमें सोडियम, पोटेशियम और कैल्शियम शामिल हैं, कोशिका के सामान्य कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं। लिपिड आयनों को अस्वीकार करते हैं, लेकिन कोशिका झिल्ली को प्रोटीन कहा जाता है आयन चैनल रिसेप्टर्स जो कोशिका के भीतर आयन सांद्रता को नियंत्रित करने में मदद करते हैं।

सोडियम-पोटेशियम पंप कोशिका के ऊर्जा अणु का उपयोग करता है, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी), एकाग्रता प्रवणता को दूर करने के लिए, सेल से सोडियम और सेल में पोटेशियम की आवाजाही की अनुमति देता है। अन्य पंप झिल्ली के पार आयनों को ले जाने के लिए एटीपी के बजाय इलेक्ट्रोडायनामिक बलों पर भरोसा करते हैं।

कोशिका झिल्ली में लिपिड के माध्यम से बड़े अणु नहीं फैल सकते हैं। झिल्ली के भीतर वाहक प्रोटीन या तो का उपयोग करके नौका सेवा प्रदान करते हैं सक्रिय ट्रांसपोर्ट या सुविधा विसरण.

सक्रिय ट्रांसपोर्ट सेल को एटीपी का उपयोग करने के लिए बड़े अणु को एकाग्रता ढाल के खिलाफ स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। सक्रिय परिवहन प्रोटीन के भीतर रिसेप्टर्स विशिष्ट यात्री से जुड़ते हैं, और एटीपी प्रोटीन को अपने यात्री को झिल्ली में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

सुविधा विसरण सेल से जैव रासायनिक ऊर्जा की आवश्यकता नहीं है। सुगम प्रसार का उपयोग करने वाले वाहक द्वारपाल के रूप में कार्य करते हैं जो एकाग्रता और विद्युत ग्रेडिएंट के आधार पर खुलते और बंद होते हैं।