세포의 웰빙은 세포막을 통과하는 분자의 통과를 제어하는 능력에 달려 있습니다. 일부 분자는 세포의 도움없이 세포막을 통해 확산 될 수 있습니다. 다른 것들은 세포 안팎으로 이동하기 위해 막 횡단 단백질의 도움을 필요로합니다. 분자가 세포막을 통해 확산되는지 여부를 결정하는 세 가지 주요 요인은 농도, 전하 및 크기입니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
세포막은 세포 내부와 외부 세계 사이의 장벽입니다. 분자가 막을 통과하는 능력은 농도, 전하 및 크기에 따라 다릅니다. 일반적으로 분자는 고농도 영역에서 저농도 영역으로 막을 통해 확산됩니다. 세포막은 세포가 전위를 유지하지 않는 한 하전 된 분자가 세포로 들어가는 것을 방지합니다. 그러나 작은 분자는 전하에 관계없이 막을 통해 미끄러질 수 있습니다.
세포막
세포막은 두 층의 인지질을 포함합니다. 각 인지질 분자에는 친수성 인산염 헤드와 두 개의 소수성 지질 꼬리가 있습니다. 머리는 세포막의 내부 및 외부 표면을 따라 정렬되고 꼬리는 중간 공간을 채 웁니다. 다양한 유형의 막 횡단 단백질은 세포막을 통해 수동적으로 확산 될 수없는 분자에 대해 촉진 된 확산 또는 능동 수송을 제공합니다. 1 차 활성 수송은 세포가 세포막을 통해 분자를 이동시키기 위해 에너지를 소비해야합니다. 확산을 위해 세포의 에너지가 필요하지 않습니다.
집중과 확산
확산은 분자가 고농도 영역에서 저농도 영역으로 확산되기를 원하기 때문에 발생합니다. 전기 화학 에너지와 운동 에너지는 모두 전력 확산입니다. 분자가 세포막을 통해 확산되는지 여부를 결정하는 주요 결정 요인은 세포막의 각면에있는 분자의 농도입니다. 예를 들어, 산소의 세포 외 농도는 세포 내 농도보다 높기 때문에 산소가 세포로 확산됩니다. 이산화탄소는 비슷한 이유로 확산됩니다.
전하와 극성
이온은 양성자와 전자의 수 사이의 불균형으로 인해 완전한 전하를 갖는 원자 또는 분자입니다. 극성은 부분적으로 양수 및 음수 영역이있는 분자 전체에 걸쳐 전하의 고르지 않은 분포입니다. 전하 및 극성 분자는 물에 용해되는 반면 충전되지 않은 분자는 지질에 용해됩니다. 세포막의 지질 꼬리는 하전되고 분극화 된 분자가 세포막을 통해 확산되는 것을 방지합니다. 그러나 일부 세포는 이온과 분극 분자를 끌어 당기거나 밀어 낼 수있는 세포막의 양쪽에 전위를 적극적으로 유지합니다.
분자 크기
일부 극성 분자는 지질 꼬리를 지나갈만큼 충분히 작습니다. 예를 들어 물은 분극화 된 분자이지만 크기가 작아 세포막을 통해 자유롭게 확산 될 수 있습니다. 이것은 세포 대사의 부산물 인 이산화탄소도 마찬가지입니다. 산소 분자는 극성이 없으며 세포로 쉽게 확산 될 수있을 정도로 작습니다. 5 개 이상의 탄소 원자를 포함하는 설탕 분자는 극성이 있고 너무 커서 세포막을 통해 확산 할 수 없으며 막 횡단 단백질을 통해 이동해야합니다.