Az ozmózis és az aktív közlekedés közötti különbség A különbség
A sejtnek számos követelménye van a növekedés és a reprodukálás érdekében, és még a nem aktívan növekvő vagy reprodukáló sejtek is szükségessé teszik a tápanyagok környezetből való működését. A sejtek számos követelménye a sejten kívül található molekulák, beleértve a vizet, cukrokat, vitaminokat és fehérjéket.
A sejtmembránnak fontos védelmi és szerkezeti funkciója van, és a sejtek tartalmának a külső környezettől való elválasztását szolgálja. A sejtmembrán lipid kettős rétegét foszfolipidek alkotják, amelyek hidrofób (olajban oldódó, "víztartalmú") farkakkal rendelkeznek, amelyek gátolják a környezeti sokféle oldott anyagot és molekulát. A sejtmembrán ezen tulajdonsága lehetővé teszi, hogy a sejt belső környezete eltérjen a külső környezetektől, ugyanakkor nagymértékben gátolja az egyes molekulák környezetbe jutását és a hulladék eltávolítását.
A lipid kettősréteg azonban nem jelent problémát minden molekulához. A hidrofób (vagy olajban oldódó), nempoláris molekulák szabadon diffundálhatnak a sejtmembránon akadálytalanul. A molekulák ebbe az osztályba tartoznak a gázok, mint például oxigén (O2), szén-dioxid (CO2) és nitrogén-oxid (NO). Nagyobb hidrofób szerves molekulák is átjuthatnak a plazmamembránon, beleértve bizonyos hormonokat (például ösztrogén) és vitaminokat (például D-vitamint). A kis, poláris molekulákat (beleértve a vizet is) részben megakadályozza a lipid kettősréteg, de még mindig áthalad.
A molekulák, amelyek szabadon átjuthatnak a sejt membránján, függetlenül attól, hogy bejutnak-e a sejtbe vagy ki a sejtből, attól függ, hogy koncentrációjuk. A molekulák koncentráció gradiensének (azaz a nagyobb koncentrációtól az alacsonyabb koncentrációig) történő mozgását a diffúzió -nak nevezzük. Ez azt jelenti, hogy molekulák fognak kilépni a cellából, ha a sejten belül több van, mint kívül. Hasonlóképpen, ha több a sejten kívül van, a molekulák a sejtbe áramlanak, amíg az egyensúly nem teljesül. Például fontolja meg az izomsejtet. A gyakorlat során a sejt átalakítja az O2-t CO2-re. Ahogy az oxigénes vér belép az izomba, az O2 a koncentráció magasabb (a vérben), ahonnan alacsonyabb (az izomsejtekben) halad. Ugyanakkor a CO2 az izomsejtekből (ahol magasabb) van a vérhez (ahol alacsonyabb). A diffúzió nem igényel energiaköltséget. A víz diffúziójának különleges neve van, ozmózis .
A nagyobb poláris molekulák és a feltöltött molekulák esetében a sejtbe való belépés és elhagyás nehezebb, mivel nem tudnak áthaladni a lipid kettősrétegen. A molekulák ebbe az osztályba tartoznak az ionok, cukrok, aminosavak (a fehérjék építőkövei) és még sok olyan dolog, amit a sejtnek fenn kell tartania és működésének.A probléma megoldásához a sejtnek olyan transzportfehérje van, amely lehetővé teszi ezeknek a molekuláknak a sejtbe való bejutását és kilépését. Ezek a transzportfehérjék a sejtmembránban a fehérjék 15-30% -át alkotják.
A közlekedési fehérjék több alakban és méretben jönnek létre, de mind kiterjednek a lipid kettős rétegre, és mindegyik transzportfehérje specifikus típusú molekulát tartalmaz, amelyet szállít. Vannak hordozófehérjék (amelyeket transzporterekként vagy permeázokként is ismerünk), amelyek a membrán egyik oldalán lévő oldott anyaghoz vagy molekulához kötődnek, és a membrán másik oldalára viszik át. A transzportfehérjék második osztályába tartoznak a csatornafehérjék. A csatornafehérjék hidrofil ("vízbarát") nyílást képeznek a membránban, hogy lehetővé tegyék a poláris vagy töltött molekulák áramlását. Mind a csatornafehérjék, mind a hordozó fehérjék megkönnyítik a sejten belüli és onnan történő szállításokat.
A molekulák a közlekedési fehérjékből a nagy koncentrációtól az alacsonyabb koncentrációig tudnak utazni. Ezt a folyamatot passzív szállításnak vagy megkönnyített diffúziónak nevezik. Hasonló a nempoláris molekulák vagy a víz diffúziója közvetlenül a lipid kettős rétegen keresztül, kivéve, hogy a szállítási fehérjéket igényel.
Néha a cella olyan dolgokat igényel a környezetből, amelyek nagyon alacsony koncentrációban vannak jelen a sejten kívül. Alternatív megoldásként a sejt a sejten belül egy bizonyos oldott anyag rendkívül alacsony koncentrációját igényelheti. Bár a diffúzió lehetővé tenné, hogy a sejten belüli és azon kívüli koncentrációk egyensúlyba kerüljenek, egy aktív transzport folyamat, amely a sejten belül vagy azon kívül koncentrál egy oldott anyagot vagy molekulát. Az aktív közlekedéshez energiaköltségek szükségesek ahhoz, hogy a molekulát a koncentrációs gradiensével szemben mozgassa. Az eukarióta sejtekben az aktív transzport két fő formája létezik. Az első típus ATP-alapú szivattyúkból áll. Ezek a szivattyúk ATP hidrolízist használnak arra, hogy az oldott anyag vagy molekula meghatározott osztályát a membránon átszivározták annak érdekében, hogy koncentrálni tudják a sejten belül vagy kívül. A második típus (úgynevezett cotranszportáló) párosítja egy molekula szállítását a koncentrációs gradiensével (alacsonyról a magasra), miközben egy második molekulát szállít le koncentrációs gradiensével (magasról alacsonyra).
A sejtek szintén aktív transzportot használnak az ionok megfelelő koncentrációjának fenntartására. Az ionkoncentráció nagyon fontos a sejt elektromos tulajdonságaihoz, a sejtek vízmennyiségének szabályozásához és az ionok egyéb fontos funkcióihoz. Például a magnéziumionok (MG2 +) nagyon fontosak a DNS-javításban és -karbantartásban részt vevő sok fehérjében. A kalcium (Ca2 +) fontos szerepet játszik számos sejtfolyamatban is, az aktív transzport pedig 1: 10 000 kalcium gradiens fenntartását segíti. Az ionok szállítása a lipid kettős réteg között nem csak a koncentráció gradiensén, hanem a membrán, ahol a vádak taszítják. A nátrium-kálium-ATPáz vagy Na + -K + szivattyú magasabb koncentrációban tartja a nátriumot a sejten kívül. A sejt energiaszükségletének közel egyharmada elfogy ez a törekvés.Az ionok aktív transzportjának ez a hatalmas energiaköltsége megerősíti a molekulák egyensúlyának fenntartását a megfelelő sejtműködésben.
Összegzés
O smosis a víz passzív diffúziója a sejtmembránon keresztül, és nem igényel szállítási fehérjéket. A ctive transport a molekulák mozgása a koncentráció gradiensével szemben (alacsony vagy nagy koncentrációban) vagy elektromos gradiensük felé (hasonló töltés felé), és fehérje transzportereket és hozzáadott energiát igényel ATP-hidrolízis vagy más oldószer lefelé történő szállításával történő összekapcsolás révén.
