Плазматическая мембрана - это маслянистый слой молекул жира, который препятствует прохождению воды и солей. Так как же вода, соли и большие молекулы, такие как сахар, попадают в клетки? Эти молекулы необходимы для живых существ.
В клеточная мембрана контролирует то, что входит и выходит, имея белковые каналы, которые в одних случаях действуют как воронки, а в других - как насосы.
Пассивный транспорт не требует энергии молекул и происходит, когда в мембране открывается воронка, позволяющая молекулам протекать сквозь нее. Активный транспорт требует энергии, потому что белковые машины активно захватывают молекулы с одной стороны мембраны и проталкивают их на другую сторону.
Узнав больше об этих процессах, вы сможете описать, как плазматическая мембрана контролирует то, что входит и выходит из клетки.
Функция клеточной мембраны: пассивный транспорт по каналам
Самый простой способ, которым клеточная мембрана может контролировать то, что входит и выходит, - это иметь белковый канал, который соответствует только одному типу молекул. Таким образом, ячейка может контролировать поток только воды, солей или
Аквапорины - это белковые каналы, которые позволяют воде свободно проходить через клеточную мембрану. Поскольку вода не смешивается с маслом, а клеточная мембрана маслянистая, вода не может свободно проходить внутрь или из клетки. Аквапорины позволяют молекулам воды течь в клетки в виде единой линии. Короче говоря, аквапорин контролирует уровень воды, поступающей в клетку.
Симпорт и Антипорт
Диффузия - это случайное, но направленное движение молекул из места, где их много, в место, где их мало. Поток молекул вниз по этому градиенту или разнице в концентрации похож на поток воды вниз по водопаду. Это форма энергии, которую можно использовать для других целей.
Белковые насосы в мембране могут использовать естественный поток ионов соли через мембрану для перекачивания других типов ионов или молекул. Это похоже на автостоп.
Накачка молекулы в том же направлении, что и диффундирующая молекула, называется симпортом. Накачка молекулы в направлении, противоположном диффундирующей молекуле, называется антипортом.
Активный транспорт
Если позволить молекулам диффундировать вниз по их градиенту, энергия не требуется, но накачка этих молекул в других направлениях для создания градиента в первую очередь требует энергии. Активный транспорт описывает движение молекул против их градиенты концентрации, например, заполонить больше людей в комнату, которая уже переполнена, и для этого требуются насосы, работающие от молекулы энергии, называемой АТФ (аденозинтрифосфат).
АТФ подобен перезаряжаемой батарее. Каждое использование высвобождает заряд энергии, который превращает один АТФ в незаряженное состояние, называемое АДФ. АДФ можно перезарядить в АТФ. Белки, которые накачивают молекулы против своего градиента, имеют карман, в который помещается АТФ.
Экзоцитоз и эндоцитоз
Клетки могут перемещать большие молекулы или большие смеси молекул через свою мембрану. Этот тип груза слишком велик, чтобы его можно было перекачивать, или слишком разнообразен, чтобы управлять одним каналом. Движение этого типа материала через мембрану требует процесса защемления или сплавления мембранных мешочков.
Эндоцитоз это процесс, при котором клеточная мембрана сжимается внутрь, чтобы проглотить молекулу, находящуюся вне клетки. Экзоцитоз это транспортный процесс, при котором мембранный мешок внутри клетки проникает в поверхностную мембрану клетки.
Это столкновение соединяет мешочек с поверхностной мембраной, в результате чего мешочек разрывается и высвобождает его содержимое за пределы клетки. Содержимое оказывается снаружи, потому что сломанная мембрана мешочка становится частью поверхностной мембраны - как две капли оливкового масла, которые сливаются, образуя большую каплю на поверхности воды.