Πώς εισέρχονται και εξέρχονται τα μόρια από το κελί;

Τα μόρια μπαίνουν μέσα και έξω από τα κύτταρα μέσω μιας ποικιλίας μηχανισμών, ανάλογα με το μέγεθος, τη φόρτιση και τις ανάγκες του κυττάρου. Εδώ είναι οι κύριοι τρόποι:

Παθητική μεταφορά:

* απλή διάχυση: Τα μόρια κινούνται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτό δεν απαιτεί ενέργεια. Παραδείγματα:οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, μερικά λιπίδια.

* Διευκόλυνση διάχυσης: Τα μόρια μετακινούνται κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης με τη βοήθεια πρωτεϊνών μεταφοράς. Αυτό εξακολουθεί να είναι παθητικό, που σημαίνει ότι δεν απαιτεί ενέργεια, αλλά χρειάζεται έναν διαμεσολαβητή πρωτεΐνης. Παραδείγματα:γλυκόζη, αμινοξέα.

* Όσμωση: Η κίνηση του νερού σε μια ημιδιαλιακή μεμβράνη από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης νερού σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης νερού. Αυτό οδηγείται από τη διαφορά στη συγκέντρωση διαλυτής ουσίας σε κάθε πλευρά της μεμβράνης.

ενεργή μεταφορά:

* Πρωτογενής ενεργή μεταφορά: Χρησιμοποιεί ενέργεια απευθείας από ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη) για να μετακινήσει τα μόρια έναντι της κλίσης συγκέντρωσής τους (από χαμηλή σε υψηλή συγκέντρωση). Αυτό απαιτεί εξειδικευμένες πρωτεΐνες μεταφοράς που ονομάζονται αντλίες. Παραδείγματα:αντλία νάτριο-κάθισμα, αντλία πρωτονίων.

* Δευτερεύουσα ενεργή μεταφορά: Χρησιμοποιεί την πιθανή ενέργεια που αποθηκεύεται στη βαθμίδα συγκέντρωσης ενός μορίου για να οδηγήσει τη μεταφορά ενός άλλου μορίου έναντι της κλίσης του. Αυτό εξακολουθεί να απαιτεί μια πρωτεΐνη μεταφοράς, αλλά η πηγή ενέργειας δεν είναι ΑΤΡ απευθείας. Παραδείγματα:Μεταφορά γλυκόζης σε συνδυασμό με κίνηση νατρίου.

Άλλοι μηχανισμοί:

* ενδοκυττάρωση: Η κυτταρική μεμβράνη κατακλύζει μια ουσία και την φέρνει στο κελί. Αυτό χωρίζεται περαιτέρω σε φαγοκυττάρωση (για μεγάλα σωματίδια όπως τα βακτηρίδια), την πινοκυττάρωση (για υγρά) και την ενδοκυττάρωση με τη μεσολάβηση υποδοχέα (για συγκεκριμένα μόρια).

* Exocytosis: Το κύτταρο αποβάλλει τις ουσίες με τη συγχώνευση ενός κυστιδίου που περιέχει την ουσία με την κυτταρική μεμβράνη. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο τα κύτταρα εκκρίνουν ορμόνες, απόβλητα και άλλες ουσίες.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταφορά:

* Μέγεθος και σχήμα του μορίου: Τα μικρότερα μόρια διαχέονται πιο εύκολα από τα μεγαλύτερα.

* Διαλυτότητα λιπιδίων: Τα λιπιδικά διαλυτά μόρια μπορούν εύκολα να περάσουν από τη λιπιδική διπλοστιβάδα της κυτταρικής μεμβράνης.

* χρέωση: Τα φορτισμένα μόρια χρειάζονται γενικά πρωτεΐνες μεταφοράς για να διασχίσουν τη μεμβράνη.

* κλίση συγκέντρωσης: Όσο πιο απότομη κλίση, τόσο πιο γρήγορα είναι ο ρυθμός διάχυσης.

* Παρουσία μεταφορικών πρωτεϊνών: Απαιτούνται ειδικές πρωτεΐνες για τη διευκόλυνση της διάχυσης και της ενεργού μεταφοράς.

Συνοπτικά:

Τα κύτταρα έχουν εξελίξει εξελιγμένους μηχανισμούς για να ρυθμίσουν την κίνηση των μορίων μέσα και έξω, εξασφαλίζοντας ότι μπορούν να αποκτήσουν θρεπτικά συστατικά, να απαλλαγούν από τα απόβλητα και να διατηρήσουν το εσωτερικό τους περιβάλλον.