ไอออนจะข้ามลิปิด Bilayer ของเมมเบรนของเซลล์ได้อย่างไร?

เยื่อหุ้มเซลล์ เป็นหนึ่งในชัยชนะที่โดดเด่นมากมายของวิวัฒนาการทางชีววิทยา หนึ่งในสามคุณสมบัติทั่วไปในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เมมเบรนนี้ไม่เพียงแต่เป็นเกราะป้องกันที่แน่นหนาที่ช่วยให้เซลล์มีรูปร่างและภาชนะสำหรับ ปริมาณโมเลกุลของพวกมัน แต่ยังรวมถึงประตูที่ซึมผ่านได้ซึ่งกำหนดว่าสารใดสามารถและไม่สามารถผ่านเข้าและออกจาก เซลล์

เช่นเดียวกับโรงงานประกอบรถยนต์ที่ต้องการการจัดหาวัตถุดิบที่แตกต่างกันอย่างมากมาย (เช่น โลหะ ยาง และทรัพยากรมนุษย์และเทคโนโลยี) อย่างสม่ำเสมอเพื่อดำเนินการ ที่ความจุสูงสุด เซลล์ต้องการวิธีที่ยอมให้โมเลกุลที่เซลล์ต้องการสำหรับปฏิกิริยาของมันที่จะเข้าไปในขณะที่ยังคงควบคุมกระบวนการขนส่งเมมเบรนเป็น ทั้งหมด

แน่นอน ไอออนหรืออะตอมที่มีประจุไฟฟ้าสุทธิอยู่ในหมู่โมเลกุลที่ได้รับความนิยมซึ่งสามารถผ่านได้ แต่ต้องอาศัยความพยายามเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิตที่มีรูปแบบชีวิตที่เล็กที่สุดที่ประกอบด้วยเซลล์เดียวและร่างกายของคุณเองรวมถึงล้านล้าน ทั้งหมด เซลล์ มีเยื่อหุ้มเซลล์ a ไซโตพลาสซึม และ ไรโบโซม; เซลล์ส่วนใหญ่มีส่วนประกอบอื่นๆ ด้วย เยื่อหุ้มเซลล์เรียกอีกอย่างว่าพลาสมาเมมเบรน แต่เนื่องจากโครงสร้างเซลล์อื่นๆ บางตัวมีเยื่อหุ้มเซลล์ด้วย ดังนั้น "เยื่อหุ้มเซลล์" จึงมีความเฉพาะเจาะจงมากกว่า

เยื่อหุ้มเซลล์ให้ขอบเขตและความแข็งแรงของเซลล์ ทำให้สามารถบรรจุเนื้อหาที่สำคัญได้ นอกจากนี้ยังมีการป้องกันเนื้อหาเหล่านั้นในรูปแบบของสิ่งกีดขวางทางกายภาพ อุปสรรคของเยื่อหุ้มเซลล์นี้คือ กึ่งซึมผ่านได้โดยที่สารบางชนิดสามารถผ่านเข้าออกได้ในขณะที่สารอื่นๆ ถูกปฏิเสธไม่ให้ผ่าน

เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย a ฟอสโฟลิปิด ไบเลเยอร์ ประกอบด้วยสองชั้นที่มีโครงสร้างเหมือนกันซึ่งหันหน้าเข้าหากันในรูปแบบ "ภาพสะท้อน" แต่ละชั้นประกอบด้วยโมเลกุลฟอสโฟลิปิดที่มีความยาวซึ่งส่วนใหญ่เป็นเส้นตรงซึ่งวางเรียงซ้อนกัน แต่ที่สำคัญคือต้องรักษาช่องว่างระหว่างชั้นเหล่านี้ไว้ โมเลกุลเหล่านี้รวมถึง "หัว" ของฟอสเฟตและ "หาง" ของไขมัน (ไขมัน)

หัวฟอสเฟตเป็นแบบที่ชอบน้ำหรือ "แสวงหาน้ำ" เพราะมีการกระจายประจุที่ไม่สม่ำเสมอ หัวเหล่านี้จึงหันไปภายนอกเซลล์ที่มีน้ำมากขึ้นและไซโตพลาสซึมภายใน

ในทางกลับกัน หางที่ไม่ชอบน้ำจะหันเข้าหากันที่ด้านในของฟอสโฟลิปิดไบเลเยอร์

หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มเซลล์คือการปกป้องเซลล์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่มีอยู่ในองค์ประกอบและโครงสร้าง

หน้าที่ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการยอมให้โมเลกุลบางตัวผ่านเข้าและออกจากเซลล์ได้ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด นอกจากนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ต้องมีส่วนร่วมในการให้โมเลกุลที่รับภาระ โดยขนาดหรือประจุไฟฟ้า แต่ก็ยังต้องผ่านอย่างใด ฉันกำลังเร่งในสิ่งนี้ กระบวนการ.

การซึมผ่านของไขมันในชั้นไขมันจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ หนึ่งในนั้นที่น่าจะเข้าใจได้คือขนาด อีกอย่างคือค่าใช้จ่าย เนื่องจากภายในของ bilayer เป็นโมเลกุลของไขมันที่ไม่ชอบน้ำเพียงสองชุดซึ่งหันเข้าหากัน การตกแต่งภายในจึงไม่เป็นปฏิปักษ์ต่อทางเดินของโมเลกุลที่ชอบน้ำ เช่น ไอออน และโมเลกุลทางชีววิทยาส่วนใหญ่

โดยรวมแล้ว การขนส่งเยื่อหุ้มเซลล์ขึ้นอยู่กับ:

• การซึมผ่านของเมมเบรนเองซึ่งไม่คงที่
• ขนาดและประจุของโมเลกุล "ค้นหา" ทาง
• ความแตกต่างของความเข้มข้นของโมเลกุลนั้นระหว่างด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ (ด้านนอกของเซลล์) และอีกด้านหนึ่ง ( ( ไซโตพลาสซึม)

ไอออนไม่สามารถกระจายไปตามเมมเบรนตามระดับความเข้มข้นของไอออนได้ แม้แต่ไอออนที่เล็กที่สุด (H⁺, โปรตอนหรือประจุ อะตอมไฮโดรเจน).

แทนที่จะเป็นโปรตีนที่ฝังตัวที่จุดตามเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่า โปรตีนช่อง ก่อตัวเป็นรูพรุนหรือช่องทางซึ่งไอออนที่ต้องการสามารถผ่านเข้าไปได้เช่นเดียวกับผ่านอุโมงค์ใต้ดินทั้งหมดของมันเอง