permeabilitate selectivă definiție

permeabilitatea selectivă este o proprietate a membranelor celulare care permite doar anumitor molecule să intre sau să iasă din celulă. Acest lucru este important pentru ca celula să-și mențină ordinea internă, indiferent de schimbările aduse mediului. De exemplu, apa, ionii, glucoza și dioxidul de carbon pot fi importate sau exportate din celulă în funcție de activitatea sa metabolică., În mod similar, moleculele de semnalizare ar putea avea nevoie să intre în celulă, iar proteinele ar putea fi eliberate în matricea extracelulară. Prezența unei membrane selectiv permeabile permite celulei să exercite controlul asupra cuantumului, timpului și vitezei de mișcare a acestor molecule.mișcarea pe o membrană selectiv permeabilă poate avea loc activ sau pasiv. De exemplu, moleculele de apă se pot mișca pasiv prin pori mici pe membrană. În mod similar, dioxidul de carbon eliberat ca produs secundar al respirației difuzează rapid din celulă. Unele molecule sunt transportate în mod activ., De exemplu, celulele din rinichi consumă energie pentru a reabsorbi toate glucoza, aminoacizii și vitaminele din filtratul glomerular chiar și împotriva gradientului de concentrație. Eșecul acestui proces duce la prezența glucozei sau a produselor secundare ale metabolismului proteic în urină; un semn de poveste al diabetului.

structura membranelor permeabile selectiv

membranele celulare nu sunt ușor de vizualizat folosind microscoape luminoase., Prin urmare, ipotezele despre existența lor au apărut abia la sfârșitul secolului al XIX-lea, la aproape două sute de ani după ce au fost observate primele celule. În diferite puncte, diferite modele au încercat să explice modul în care structura membranei își susține funcția. Inițial, membrana trebuia să fie un strat lipidic simplu care să delimiteze citozolul din regiunea extracelulară. Ulterior, modelele au inclus regiuni semipermeabile asemănătoare gelului într-o mare lipidică pentru a explica mișcarea apei, dar nu particule încărcate., Ulterior, a fost propusă prezența porilor, permițând moleculelor mici să se miște liber.în prezent, se spune că membrana celulară este formată dintr-un bistrat fosfolipid selectiv permeabil ale cărui domenii hidrofile se confruntă cu mediile apoase din interiorul și exteriorul celulei, iar domeniile hidrofobe se confruntă reciproc pentru a forma un bistrat. Acest bistrat lipidic este punctat de molecule de colesterol, glicolipide și proteine care sunt fie ancorate, fie traversează întreaga membrană., Aceste proteine formează canale, pori sau porți pentru a menține permeabilitatea selectivă a ionilor, a moleculelor de semnalizare și a macromoleculelor pe baza cerințelor celulei.

membrana Nucleară are o structură diferită de toate celelalte membrane celulei. Are complexe de pori nucleari – complexe multiproteinice asemănătoare coșului, care sunt permeabile liber la apă, dar mediază strict transportul nuclear al macromoleculelor., Importinele și exportinele sunt două clase de proteine care sunt implicate activ în transportul nuclear. Ambele sunt consumatoare de energie și fiecare eveniment de transport implică hidroliza unei legături de fosfat de înaltă energie pe un guanozin trifosfat. Direcționalitatea mișcării necesită, de asemenea, prezența unei mici molecule numite Ran, care are o afinitate diferențială pentru substraturile sale, bazată pe faptul dacă este legată de GTP sau PIB.,

funcția permeabilității Selective

permeabilitatea selectivă este crucială pentru crearea unui mediu distinct diferit în interiorul celulei în comparație cu matricea extracelulară. Este la fel de relevant în menținerea integrității diferitelor organele din interiorul celulei. Fiecare organelle este un compartiment mic cu o funcție specializată, care necesită concentrații optime de proteine, molecule mici și ioni., De exemplu, respirația celulară în interiorul o mitocondrie care necesită proteine care ajuta acest proces selectiv importate în nucleu, și chimie interne ar trebui să rămână neafectat de alte procese metabolice din citoplasma. În mod similar, după ce un neuron transmite un semnal electrochimic, trebuie să se recupereze și să revină la potențialul său de odihnă pentru a permite următoarea rundă de activitate excitatorie. Același lucru se întâmplă în fiecare celulă musculară cardiacă de fiecare dată când inima bate., Aceste schimbări rapide și pe scară largă în proprietățile electrochimice ale acestor celule sunt necesare pentru funcția lor și necesită prezența unei membrane care este selectiv permeabilă.permeabilitatea selectivă a membranelor este deosebit de importantă pentru transportul prin membrana nucleară în celulele eucariote. Proteinele, acizii nucleici și nucleotidele implicate în transcripție trebuie transportate selectiv și eficient în nucleu, iar produsele transcripției trebuie exportate în timp util., Nucleul are un micromediu distinct în comparație cu citoplasma și mecanismele active de transport sunt la lucru pentru a menține această distincție.

proteine care mediază permeabilitatea selectivă

permeabilitatea selectivă este mediată de proteine speciale care traversează membrana celulară. Ele sunt implicate în mișcarea ionilor și a moleculelor mici, precum și a polimerilor mari, cum ar fi ARN și proteine. Această mișcare poate fi pasivă sau activă – cu sau fără cheltuielile de energie.de exemplu, ionii sunt transportați prin membrane permeabile selectiv prin canale și pompe., În timp ce canalele sunt destinate transportului pasiv, pompele cu ioni mediază transportul activ primar împotriva unui gradient de concentrație, cu hidroliza unei legături de fosfat cu energie înaltă.

transportul Activ poate fi, de asemenea, împreună cu mișcarea de o altă moleculă. Acest lucru poate fi fie printr-o symporter proteine – în cazul în care două molecule sunt transportate în aceeași direcție – sau antiporter proteine – în cazul în care moleculele sunt manevrate în direcții opuse., Principiul în ambele cazuri este același – energia potențială stocată într-un gradient electrochimic este utilizată pentru a conduce transportul unei alte molecule.transportul pasiv este de două tipuri – difuzie liberă sau difuzie facilitată-și mișcarea este întotdeauna de-a lungul unui gradient de concentrație. Difuzia liberă este observată cel mai adesea în mișcarea moleculelor neîncărcate, cum ar fi dioxidul de carbon sau etanolul, prin membrana celulară, fără implicarea altor molecule.,

difuzia Facilitată necesită prezența de o altă moleculă, de obicei, o proteină care acționează ca un operator de transport și ajută la substrat traversa membrana celulară. Proteinele purtătoare se leagă de substrat pe o parte a membranei și schimbă conformația pentru a elibera substratul pe cealaltă parte., Exemple clasice de difuzie facilitată sunt mișcarea oxigenului prin legarea la hemoglobină sau transportul apei prin porii minusculi formați de aquaporine.

difuzie de apă pot fi observate la nivel macroscopic, precum și. De exemplu, atunci când semințele se umflă după ce au fost înmuiate în apă, vedem efectul general al apei care intră în celulă., În mod similar, fructele lăsate într-un mediu uscat, cum ar fi un frigider, se scarpină și se micsorează pe măsură ce pierd apă. Multe organisme, inclusiv oamenii, au un strat de ceară pe piele pentru a minimiza pierderea de apă din celulele lor într-un mediu uscat.transportul transmembranar poate fi, de asemenea, realizat în mod activ, cu cheltuielile de energie. Transportul activ implică hidroliza grupării fosfatice terminale în ATP sau GTP pentru a alimenta mișcarea moleculelor împotriva gradientului lor de concentrație., De exemplu, în majoritatea celulelor, există un exces mare de ioni de sodiu în mediul extracelular împreună cu un exces de ioni de potasiu în interiorul celulei. Aceasta se realizează printr-o enzimă transmembranară numită ATPază Na+/K+, care catalizează mișcarea a trei ioni Na+ în afara celulei împreună cu importul a doi ioni K+. Pentru fiecare astfel de ciclu de transport, enzima utilizează energia eliberată din conversia unei molecule de ATP în ADP. Aceasta se numește transport activ primar, unde mișcarea este cuplată direct la hidroliza unei legături fosfatice de mare energie., Un proces similar este utilizat pentru a pompa protonii împotriva gradientului lor de concentrație și aceasta este o parte crucială atât a fotosintezei, cât și a respirației celulare.gradienții ionilor H+, Na+ și K + sunt utilizați pentru a conduce alte procese, prin transport secundar activ, unde concentrațiile electrochimice diferențiale asigură forța motrice pentru alte procese mari consumatoare de energie, cum ar fi transportul aminoacizilor sau glucozei. De exemplu, absorbția glucozei în intestin este cuplată la transportul ionilor de Na+., Acesta este un exemplu de symport, în care atât ionul de sodiu, cât și molecula de glucoză sunt importate în celulă. Ionii de sodiu sunt, de asemenea, implicați în mișcarea unei alte molecule încărcate – Ca2+. Schimbătorul de sodiu-calciu folosește mișcarea Na+ de-a lungul gradientului său pentru a conduce contra-transportul Ca2+. Acest lucru este deosebit de important în mișcarea ionilor de calciu în cantități mari, cum ar fi în neuroni, celule cardiace și pentru menținerea concentrației scăzute de calciu în mitocondrii.,

• microscop electronic-un microscop care utilizează un fascicul de electroni pentru a ilumina proba realizarea mărire extrem de mare și rezoluție.
• matricea extracelulară – componenta non-celulară a țesuturilor și organelor compuse din apă, proteine și polizaharide, care oferă suport fizic, biomecanic și biochimic celulelor.
• hidrofil-o moleculă care este atrasă de apă.
• Ran-o proteină mică care direcționează transportul peste membrana nucleară pe baza legării sale la dinucleotide guanozină și trinucleotide.,

test

1. Care dintre aceste proteine este implicată în transportul nuclear?
A. Importin
B. membrul exportator sau
C. RanGTP
D. Toate cele de mai sus

2. Care dintre aceste molecule difuzează liber prin pori mici pe membrana celulară?
A. glucoză
B. ATP
C. Apă
D., Nici unul dintre cele de mai sus

3. Alegeți molecula care nu are nevoie de transport activ pentru a se deplasa prin membrana celulară.
A. ioni de sodiu
B. dioxid de Carbon
C. aminoacizi
D., Ionii de potasiu