Πώς μπορούν οι μονοκύτταροι οργανισμοί που ζουν στο νερό να ελέγχουν την είσοδο και την έξοδο από τα κύτταρα τους που ζουν οποιοδήποτε περιβάλλον;
1. Κυτταρική μεμβράνη:Η πρώτη γραμμή άμυνας
* Φωσφολιπιδικό διπλοστοίνας: Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από μια διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίου, η οποία δρα ως επιλεκτικό φράγμα. Οι υδρόφοβες ουρές των φωσφολιπιδίων αντιμετωπίζουν προς τα μέσα, δημιουργώντας ένα φράγμα στα υδατοδιαλυτά μόρια.
* πρωτεΐνες: Ενσωματωμένα μέσα στη μεμβράνη είναι διάφορες πρωτεΐνες που διευκολύνουν την κίνηση των μορίων σε όλη τη μεμβράνη. Αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να είναι:
* πρωτεΐνες καναλιού: Ενεργούν σαν σήραγγες, επιτρέποντας σε συγκεκριμένα μόρια να περάσουν από παθητικά.
* Πρωτεΐνες φορέα: Δεσμεύονται σε συγκεκριμένα μόρια και τα μεταφέρετε σε όλη τη μεμβράνη, μερικές φορές απαιτούν ενέργεια.
2. Παθητική μεταφορά:Μετακίνηση κάτω από την κλίση
* απλή διάχυση: Τα μόρια μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης, ακολουθώντας την κλίση συγκέντρωσης. Αυτό δεν απαιτεί ενέργεια. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την κίνηση του οξυγόνου στο κυτταρικό και διοξείδιο του άνθρακα από το κύτταρο.
* Διευκόλυνση διάχυσης: Τα μόρια μετακινούνται κατά μήκος της μεμβράνης με τη βοήθεια πρωτεϊνών καναλιού ή φορέα, ακολουθώντας ακόμα τη βαθμίδα συγκέντρωσης. Αυτή η μέθοδος είναι ταχύτερη από την απλή διάχυση και επιτρέπει τη μεταφορά μεγαλύτερων μορίων.
3. Ενεργή μεταφορά:έναντι της κλίσης
* άντληση: Οι ειδικές πρωτεΐνες χρησιμοποιούν ενέργεια (συνήθως από ΑΤΡ) για να μετακινήσουν μόρια έναντι της κλίσης τους. Αυτό επιτρέπει στο κύτταρο να διατηρεί εσωτερικές συγκεντρώσεις σημαντικών ιόντων όπως το νάτριο, το κάλιο και το ασβέστιο, ακόμη και όταν το εξωτερικό περιβάλλον έχει διαφορετικές συγκεντρώσεις.
4. Όσμωση:κίνηση νερού
* δυναμικό νερού: Το νερό μετακινείται κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης από μια περιοχή υψηλού δυναμικού νερού (χαμηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας) σε μια περιοχή χαμηλού δυναμικού νερού (υψηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας). Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση του όγκου των κυττάρων και την πρόληψη της έκρηξης ή της συρρίκνωσης.
5. Εξωκύτωση και ενδοκυττάρωση:Μεταφορά χύδην
* Exocytosis: Το κυτταρικό απελευθερώνει ουσίες, όπως τα απόβλητα ή τα μόρια σηματοδότησης, περικλείοντας τα σε κυστίδια που συγχωνεύονται με την κυτταρική μεμβράνη.
* ενδοκυττάρωση: Το κύτταρο παίρνει μεγάλα μόρια, όπως σωματίδια τροφίμων ή άλλα κύτταρα, με ταυτόχρονα τα κυστίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη.
Προσαρμογή σε διαφορετικά περιβάλλοντα:
Οι μονοκύτταροι οργανισμοί που ζουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα έχουν προσαρμόσει αυτούς τους μηχανισμούς ώστε να ταιριάζουν στις συγκεκριμένες ανάγκες τους. Για παράδειγμα:
* Υποτονικό περιβάλλον: Το περιβάλλον έχει χαμηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας από το κύτταρο, προκαλώντας την είσοδο του νερού στο κύτταρο. Το κελί μπορεί να έχει ένα συσταλτικό κενοτόπιο για να αντλήσει υπερβολικό νερό.
* Υπερτονικό περιβάλλον: Το περιβάλλον έχει υψηλότερη συγκέντρωση διαλυτής ουσίας από το κύτταρο, προκαλώντας το νερό να εγκαταλείψει το κύτταρο. Το κύτταρο μπορεί να έχει προσαρμογές για να διατηρήσει υψηλότερη συγκέντρωση εσωτερικής ουσίας.
Συνοπτικά, οι μονοκύτταροι οργανισμοί χρησιμοποιούν μια ποικιλία εξελιγμένων μηχανισμών για τον έλεγχο της διέλευσης ουσιών μέσα και έξω από τα κύτταρα τους, επιτρέποντάς τους να διατηρήσουν το εσωτερικό τους περιβάλλον και να επιβιώσουν σε διαφορετικούς υδρόβιους οικοτόπους.
