La membrane de la cellule: diffusion, osmose, transport actif et

Pensez-y comme un portier, un tuteur ou garde-frontière. En dépit d'être seulement 6 à 10 nanomètres d'épaisseur et visible seulement à travers un microscope électronique, la membrane cellulaire maintient le cytoplasme de la cellule en place et permet de sélectionner uniquement des matériaux entrent et partent de la cellule si nécessaire.

Cette semi-perméabilité, ou pérméabilité sélective, est le résultat d'une double couche (bicouche) de phospholipides molécules intercalées avec des molécules de protéines. La surface extérieure de chaque couche est composée de serrés hydrophile (ou aimant l'eau) têtes polaires. A l'intérieur, entre les deux couches, vous trouvez hydrophobe (ou craignant l'eau) queues non polaires constitué de chaînes d'acides gras.

Les molécules de cholestérol entre les molécules de phospholipides donnent la stabilité de la membrane élastique et autrement rendre moins perméable à des substances solubles dans l'eau. Tant le cytoplasme et matrice, le matériau dans lequel se trouvent les cellules, sont principalement de l'eau. Les têtes polaires attirent électrostatique molécules d'eau polarisées alors les queues non polaires se trouvent entre les couches, à l'abri de l'eau et la création d'une couche intermédiaire sec.

L'intérieur de la membrane est constituée de molécules d'acide gras huileux qui sont électrostatiquement symétrique, ou non polarisée. Molécules liposolubles peuvent passer à travers cette couche, mais des molécules solubles dans l'eau comme les acides aminés, les sucres et les protéines ne peuvent pas, se déplaçant à la place à travers la membrane par l'intermédiaire de canaux de transport faite par embarqué protéines de canaux. Parce que les phospholipides ont deux régions polaires et non polaires, ils sont aussi appelés molécules bipolaires.

La membrane cellulaire est conçu pour maintenir la cellule en même temps et de l'isoler en tant qu'unité fonctionnelle distincte du protoplasme. Bien qu'il puisse spontanément réparer des déchirures mineures, de graves dommages à la membrane fera que la cellule à se désintégrer. La membrane est pointilleux sur lequel les molécules qu'il permet ou en sortir. Il permet le mouvement à travers sa barrière par la diffusion, l'osmose, ou transport actif.

Diffusion

Diffusion est un phénomène naturel avec des effets observables comme Mouvement brownien. Molécules ou d'autres particules spontanément répartis, ou migrent, des zones de plus forte concentration dans les zones de concentration plus faible jusqu'à ce qu'un équilibre se produit. A l'équilibre, la diffusion se poursuit, mais les soldes de flux nets à l'exception des fluctuations aléatoires.

Cela se produit parce que toutes les molécules possèdent l'énergie cinétique du mouvement aléatoire. Ils se déplacent à des vitesses élevées, une collision avec un autre, changer de direction, et le déplacement loin des zones de plus forte concentration dans les zones de faible concentration. Le taux de diffusion dépend de la masse et de la température des molécules plus légères et plus chaudes molécule- se déplacer plus rapidement.

Diffusion est une forme de transport passif qui ne nécessite pas la dépense d'énergie cellulaire. Une molécule peut se diffuser passivement à travers la membrane de la cellule si elle est liposoluble, non chargé, et très petit, ou si une molécule de support peut aider. La diffusion sans aide de particules très petites ou liposolubles est appelé simple diffusion. Le processus est connu comme assistée diffusion facilitée.

La membrane cellulaire permet aux molécules non polaires (ceux qui ne pas facilement liaison avec de l'eau) de circuler d'une zone où ils sont fortement concentrés dans une région où ils sont moins concentrés. Embarqués dans la membrane sont des molécules de protéines transmembranaires appelées les protéines de canal qui traverse à partir de la couche extérieure à la couche intérieure et à créer des ouvertures de diffusion des molécules de la famille de se déplacer à travers.

Osmose

Osmose est une forme de transport passif qui est similaire à la diffusion et implique un solvant se déplaçant à travers une membrane semi-perméable sélectivement perméable ou d'une zone de plus forte concentration sur une zone de plus faible concentration. Les solutions sont composées de deux parties: un solvant et un soluté.

• La solvant est le liquide dans lequel une substance est de l'eau est appelée la dissolved- solvant universel parce que plus de matériaux se dissolvent dans ce que dans tout autre liquide.

• UN soluté la substance est dissoute dans le solvant.

Typiquement, une cellule contient une solution saline ou moins 1 pour cent de - en d'autres termes, 1 pour cent de sel (soluté) et 99 pour cent d'eau (solvant). L'eau est une molécule polaire qui ne passera pas à travers le lipide bilayer- cependant, il est assez petit pour se déplacer à travers les pores - formé par les molécules de protéines - de la plupart des membranes cellulaires.

L'osmose se produit quand il ya une différence de concentration moléculaire de l'eau sur les deux côtés de la membrane. La membrane permet le solvant (eau) pour se déplacer à travers, mais conserve le soluté (les particules dissoutes dans l'eau).

Transport par osmose est affectée par la concentration de soluté (le nombre de particules) dans l'eau. Une molécule ou un ion de soluté déplace une molécule d'eau. Osmolarité est le terme utilisé pour décrire la concentration de particules de soluté par litre. Comme l'eau se diffuse dans une cellule, la pression hydrostatique construit dans la cellule. Par la suite, la pression à l'intérieur de la cellule devient égale à, et est équilibrée par la pression osmotique à l'extérieur.

• Un isotonique solution a la même concentration de soluté et de solvant que l'on trouve à l'intérieur d'une cellule, donc une cellule placée dans une solution isotonique - typiquement une solution saline à 1 pour cent pour les humains - expériences égal écoulement d'eau dans et hors de la cellule, le maintien de l'équilibre.

• UN hypotonique solution a moins de soluté et le potentiel supérieur à celui de l'eau à l'intérieur de la cellule. Un exemple de l'eau distillée est de 100 pour cent, ce qui a soluté moins que ce qui est à l'intérieur de la cellule. Par conséquent, si une cellule humaine est placé dans une solution hypotonique, les molécules se diffusent vers le bas du gradient de concentration jusqu'à ce que les salves de la membrane de la cellule.

• UN hypertonique solution a plus de soluté et le potentiel inférieur à celui de l'eau à l'intérieur de la cellule. Ainsi, la membrane d'une cellule humaine placée dans 10 une solution saline pour cent (10 pour cent de sel et de 90 pour cent d'eau) laisserait écoulement de l'eau hors de la cellule (à partir de la concentration plus élevée à l'intérieur de la plus faible concentration à l'extérieur), donc en réduire la taille.

Transport actif

Transport actif se produit à travers une membrane semi-perméable contre le gradient de concentration normale, le déplacement de la zone de concentration inférieure à la zone de concentration plus élevée et nécessitant une dépense d'énergie libérée à partir d'une molécule d'ATP.

Embedded avec les têtes hydrophiles dans la couche externe de la membrane sont des molécules de protéines transmembranaires capables de détecter et de composés déplacer à travers la membrane. Ces transporteur ou transport les protéines interagissent avec le passager molécules et utilisent l'énergie ATP fourni pour les déplacer contre le gradient. Les molécules de support se combinent avec les molécules de transport - surtout les acides aminés et les ions - à pomper contre les gradients de concentration.

Le transport actif permet d'obtenir des cellules les nutriments qui ne peuvent pas passer à travers la membrane par d'autres moyens. En outre, il existe des processus de transport actif secondaire qui sont similaires à la diffusion mais d'utiliser les déséquilibres de forces électrostatiques pour déplacer des molécules à travers la membrane.