Γιατί τα μόρια μετακινούνται μέσα και έξω από τα κύτταρα;
1. Λήψη θρεπτικών ουσιών: Τα κύτταρα χρειάζονται σταθερή παροχή θρεπτικών ουσιών όπως τα σάκχαρα (για ενέργεια), τα αμινοξέα (για τις πρωτεΐνες κτιρίων) και τα λιπίδια (για κυτταρικές μεμβράνες). Αυτά τα μόρια είναι πολύ μεγάλα για να διαχέονται παθητικά μέσω της κυτταρικής μεμβράνης, επομένως πρέπει να μεταφέρονται ενεργά στο κύτταρο.
2. Αφαίρεση των αποβλήτων: Ο κυτταρικός μεταβολισμός παράγει προϊόντα απόβλητα όπως το διοξείδιο του άνθρακα (από την αναπνοή) και τα αζωτούχα απόβλητα (από τη διάσπαση των πρωτεϊνών). Αυτά τα προϊόντα είναι τοξικά και πρέπει να αφαιρεθούν από το κελί για να αποφευχθεί η βλάβη.
3. Διατήρηση ομοιόστασης: Τα κύτταρα πρέπει να διατηρούν ένα συγκεκριμένο εσωτερικό περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της συγκέντρωσης ιόντων, νερού και ρΗ. Αυτό απαιτεί κίνηση μορίων σε όλη την κυτταρική μεμβράνη για τη ρύθμιση αυτών των παραγόντων.
4. Επικοινωνία: Πολλά κύτταρα επικοινωνούν μεταξύ τους στέλνοντας και λαμβάνοντας σήματα με τη μορφή μορίων. Αυτά τα σήματα μπορεί να είναι ορμόνες, νευροδιαβιβαστές ή άλλα μόρια σηματοδότησης που πρέπει να μετακινούνται σε κυτταρικές μεμβράνες.
5. Δομές κτιρίων: Τα κύτταρα πρέπει να αποκτήσουν δομικά στοιχεία για τις διάφορες δομές τους, όπως πρωτεΐνες, λιπίδια και υδατάνθρακες. Αυτά τα μόρια μεταφέρονται στο κύτταρο και χρησιμοποιούνται για βιοσύνθεση.
6. Παραγωγή ενέργειας: Τα κύτταρα λαμβάνουν ενέργεια από τη διάσπαση της γλυκόζης μέσω της αναπνοής. Αυτή η διαδικασία απαιτεί την πρόσληψη οξυγόνου και την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα, και οι δύο μετακινούνται κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.
7. Διατήρηση δυναμικού μεμβράνης: Τα κύτταρα διατηρούν μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού στις μεμβράνες τους. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της κίνησης των φορτισμένων ιόντων σε όλη τη μεμβράνη, η οποία είναι απαραίτητη για διάφορες κυτταρικές λειτουργίες.
Μηχανισμοί μοριακής μεταφοράς:
Τα μόρια μετακινούνται κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης μέσω διαφόρων μηχανισμών:
* Παθητική μεταφορά: Αυτό περιλαμβάνει τη διάχυση (κίνηση κάτω από μια κλίση συγκέντρωσης) και την όσμωση (κίνηση του νερού σε μια ημιεπερισμένη μεμβράνη).
* Ενεργή μεταφορά: Αυτό απαιτεί ενέργεια για να μετακινήσει τα μόρια έναντι της κλίσης της συγκέντρωσης τους.
* Φυσική μεταφορά: Αυτό συνεπάγεται τη χρήση κυστιδίων που συνδέονται με τη μεμβράνη για τη μεταφορά μεγάλων μορίων ή ακόμα και ολόκληρων οργανιδίων σε όλη την κυτταρική μεμβράνη.
Οι ειδικοί μηχανισμοί και τα μόρια που εμπλέκονται στη μεταφορά ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου, του περιβάλλοντος και των σημερινών του αναγκών.
