셀에는 수행해야 할 많은 임무가 있습니다. 가장 중요한 기능 중 하나는 세포 내에서 건강한 환경을 유지하는 것입니다. 이를 위해서는 이온, 용존 가스 및 생화학 물질과 같은 다양한 분자의 세포 내 농도를 제어해야합니다.
농도 구배는 한 지역에 걸친 물질의 농도 차이입니다. 미생물학에서 세포막은 농도 구배를 만듭니다.
기울기 및 농도 정의 (생물학)
농도 기울기가 어떻게 작동하는지 알아보기 전에 미생물학, 우리는 기울기 및 농도 정의 (생물학)를 이해해야합니다.
ㅏ "집중"는 일반적으로 용액에서 발견되는 물질 (일반적으로 용질이라고 함)의 양을 나타냅니다. 예를 들어 세포의 세포질에 일정량의 당이있는 경우 당은 용질과 세포질 (설탕이있는 곳)은 그들이 만드는 용액에서 "용매"라고 불립니다. 함께. 당의 농도는 그 세포의 세포질에서 발견되는 당의 양을 의미합니다.
ㅏ "농도 구배"단순히 두 곳의 농도 차이가 있음을 의미합니다. 예를 들어, 세포 내부에는 많은 설탕 분자가 있고 세포 외부에는 거의 존재하지 않을 수 있습니다. 이것이 농도 구배의 예입니다.
농도 구배가 형성되면 분자는 구배를 줄이거 나 없애기 위해 고농도 영역에서 저농도 영역으로 흐르기를 원합니다. 그러나 때로는 세포의 구조 / 기능을 위해 그라디언트가 필요합니다. 설탕의 예를 계속해서 살펴보면, 세포는 설탕이 세포 밖으로 흘러 나가도록 허용하는 대신 사용하기 위해 세포에 설탕을 유지하려고합니다.
세포막
ㅏ 세포막 인산염 머리와 두 개의 지질 꼬리를 포함하는 분자 인 인지질의 이중층으로 구성됩니다. 이를 인지질 이중층이라고합니다. 머리는 막의 내부 및 외부 경계를 따라 정렬되고 꼬리는 그 사이의 공간을 채 웁니다.
세포막은 선택적 투과성을 가지고 있습니다. 꼬리는 크고 전하를 띤 분자가 세포막을 통해 확산되는 것을 방지하고 작고 지용성 분자가 빠져 나갈 수 있습니다. 선택적 투과성은 특수 막 횡단이 필요한 막 전체에 농도 구배를 생성 할 수 있습니다. 단백질을 사용하지 않고 필요한 작고 지용성 분자가 확산되도록 허용하면서 극복해야합니다. 에너지.
패시브 확산
작은 비극성 분자는 분자의 농도 구배에 따라 세포막을 통해 확산 될 수 있습니다. 비극성 분자는 전체적으로 비교적 균일하고 중성 전하를 갖습니다.
예를 들어, 산소는 비극성이며 세포막을 통해 자유롭게 확산됩니다. 혈액 세포는 산소 분자를 세포 주변 공간으로 운반하여 상대적으로 높은 농도의 O를 생성합니다.2. 세포는 지속적으로 산소를 대사하여 세포 내부와 외부 사이에 농도 구배를 만듭니다. 영형2 이 기울기 때문에 막을 통해 확산됩니다.
물과 이산화탄소는 극성이 있지만 도움없이 세포막을 통해 확산 될만큼 충분히 작습니다.
이온 채널 수용체
안 이온 양성자와 전자의 수가 다른 원자 또는 분자로 전하를 운반합니다. 나트륨, 칼륨 및 칼슘 이온을 포함한 특정 이온은 세포의 정상적인 기능에 중요합니다. 지질은 이온을 거부하지만 세포막에는 이온 채널 수용체 세포 내 이온 농도를 제어하는 데 도움이됩니다.
나트륨-칼륨 펌프는 세포의 에너지 분자를 사용합니다. 아데노신 삼인산 (ATP), 농도 구배를 극복하기 위해 나트륨이 세포 밖으로 이동하고 칼륨이 세포로 이동합니다. 다른 펌프는 ATP가 아닌 전기 역학적 힘에 의존하여 이온을 멤브레인을 통해 전달합니다.
운반 단백질
큰 분자는 세포막의 지질을 통해 확산 될 수 없습니다. 멤브레인 내의 캐리어 단백질은 다음 중 하나를 사용하여 페리 서비스를 제공합니다. 활성 수송 또는 촉진 된 확산.
활성 수송 세포가 ATP를 사용하여 큰 분자를 농도 구배에 대해 이동시켜야합니다. 활성 수송 단백질 내의 수용체는 특정 승객과 결합하고 ATP는 단백질이 승객을 막을 통해 이동시킬 수 있도록합니다.
확산 촉진 세포의 생화학 적 에너지가 필요하지 않습니다. 촉진 확산을 사용하는 캐리어는 농도 및 전기적 구배에 따라 열리고 닫히는 게이트 키퍼 역할을합니다.