La membrana plasmatica è uno strato oleoso di molecole di grasso che impedisce il passaggio di acqua e sali. Quindi, come entrano nelle cellule l'acqua, i sali e le grandi molecole come gli zuccheri? Queste molecole sono essenziali per gli esseri viventi.
Il membrana cellulare controlla ciò che entra e esce avendo canali proteici che agiscono come imbuti in alcuni casi e pompe in altri casi.
Trasporto passivo non richiede molecole di energia e si verifica quando un imbuto si apre nella membrana, lasciando fluire le molecole. Il trasporto attivo richiede energia, perché le macchine proteiche afferrano attivamente le molecole su un lato della membrana e le spingono attraverso l'altro lato.
Imparare di più su questi processi ti aiuta a descrivere come la membrana plasmatica controlla ciò che entra ed esce da una cellula.
Funzione della membrana cellulare: trasporto passivo attraverso i canali
Il modo più semplice con cui una membrana cellulare può controllare ciò che entra ed esce è avere un canale proteico che si adatti a un solo tipo di molecola. In questo modo la cellula può controllare il flusso di sola acqua, sali o il
ioni idrogeno che rendono un liquido acido o non acido.Le acquaporine sono canali proteici che consentono all'acqua di passare liberamente attraverso la membrana cellulare. Poiché l'acqua non si mescola con l'olio e la membrana cellulare è oleosa, l'acqua non può entrare o uscire liberamente dalla cellula. Le acquaporine consentono alle molecole d'acqua di fluire nelle cellule come una linea a file singolo. In breve, un'acquaporina controlla il livello dell'acqua che entra nella cellula.
Symport e Antiport
La diffusione è il movimento casuale ma direzionale di molecole da un luogo in cui ce ne sono molte a un luogo in cui ce ne sono poche. Il flusso di molecole lungo questo gradiente, o differenza di concentrazione, è come il flusso dell'acqua lungo una cascata. È una forma di energia che può essere utilizzata per fare altre cose.
Le pompe proteiche nella membrana possono sfruttare il flusso naturale di ioni di sale attraverso una membrana per pompare altri tipi di ioni o molecole. È come fare l'autostop.
Il pompaggio di una molecola nella stessa direzione della molecola che diffonde è chiamato symport. Il pompaggio di una molecola nella direzione opposta alla molecola diffondente è chiamato antiporto.
Trasporto attivo
Lasciare che le molecole diffondano lungo il loro gradiente non richiede energia, ma pompare queste molecole in altre direzioni per creare il gradiente in primo luogo richiede energia. Il trasporto attivo descrive il movimento delle molecole contro la loro gradienti di concentrazione, come infilare più persone in una stanza già sovraffollata e che richiede pompe alimentate da una molecola di energia chiamata ATP (adenosina trifosfato).
L'ATP è come una batteria ricaricabile. Ogni utilizzo rilascia una scarica di energia che trasforma un ATP nel suo stato senza carica chiamato ADP. L'ADP può essere ricaricato in ATP. Le proteine che pompano le molecole contro il loro gradiente hanno una tasca in cui si inserisce l'ATP.
Esocitosi ed endocitosi
Le cellule possono spostare grandi molecole o grandi miscele di molecole attraverso la loro membrana. Questo tipo di carico è troppo grande per essere pompato o troppo diversificato per essere controllato da un solo canale. Il movimento di questo tipo di materiale attraverso una membrana richiede il processo di pizzicamento o fusione dei sacchetti di membrana.
Endocitosi è il processo in cui la membrana cellulare si pizzica verso l'interno per ingoiare una molecola che si trova all'esterno della cellula. Esocitosi è il processo di trasporto in cui una sacca di membrana all'interno della cellula scorre nella membrana superficiale della cellula.
Questa collisione collega la sacca con la membrana superficiale, provocando la rottura della sacca e il rilascio del suo contenuto all'esterno della cellula. Il contenuto finisce all'esterno perché la membrana rotta della busta diventa parte della membrana superficiale, come due goccioline di olio d'oliva che si fondono per formare una goccia più grande sopra l'acqua.