เนื้อหา
- คำจำกัดความของการไล่ระดับสีและความเข้มข้น (ชีววิทยา)
- เยื่อหุ้มเซลล์
- การแพร่กระจายแบบพาสซีฟ
- ตัวรับไอออนช่องทาง
- โปรตีนพาหะ
เซลล์มีหน้าที่ต้องทำมากมาย หนึ่งในฟังก์ชั่นที่สำคัญที่สุดคือการรักษาสภาพแวดล้อมที่ดีต่อสุขภาพภายในเซลล์ สิ่งนี้ต้องการการควบคุมความเข้มข้นภายในเซลล์ของโมเลกุลต่าง ๆ เช่นไอออนก๊าซที่ละลายและสารชีวเคมี
การไล่ระดับความเข้มข้นเป็นความแตกต่างในความเข้มข้นของสารทั่วทั้งภูมิภาค ในทางจุลชีววิทยาเยื่อหุ้มเซลล์จะสร้างการไล่ระดับความเข้มข้น
คำจำกัดความของการไล่ระดับสีและความเข้มข้น (ชีววิทยา)
ก่อนที่เราจะเข้าใจว่าการไล่ระดับความเข้มข้นทำงานในจุลชีววิทยาเราจำเป็นต้องเข้าใจความหมายของการไล่ระดับสีและความเข้มข้น (ชีววิทยา)
A "สมาธิ"หมายถึงปริมาณของวัสดุ (มักเรียกว่าตัวถูกละลาย) ที่มักพบในสารละลายตัวอย่างเช่นถ้าคุณมีน้ำตาลจำนวนหนึ่งในไซโตซอลของเซลล์น้ำตาลจะเป็นตัวถูกละลายและไซโตซอล (โดยที่น้ำตาลอยู่) เรียกว่า "ตัวทำละลาย" ในสารละลายที่พวกเขาทำร่วมกันความเข้มข้นของน้ำตาลจะหมายถึงปริมาณน้ำตาลที่พบในไซโตโซลของเซลล์นั้น
A "ไล่ระดับความเข้มข้น"หมายความว่ามีความแตกต่างของความเข้มข้นในสองสถานที่ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่นคุณอาจมีโมเลกุลน้ำตาลจำนวนมากอยู่ภายในเซลล์และนอกเซลล์น้อยมากนั่นเป็นตัวอย่างของการไล่ระดับความเข้มข้น
เมื่อรูปแบบการไล่ระดับความเข้มข้นโมเลกุลต้องการไหลจากพื้นที่ที่มีความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำเพื่อลดหรือกำจัดการไล่ระดับสี อย่างไรก็ตามบางครั้งการไล่ระดับสีมีความจำเป็นสำหรับโครงสร้าง / หน้าที่ของเซลล์ ต่อจากตัวอย่างน้ำตาลเซลล์ต้องการเก็บน้ำตาลไว้ในเซลล์เพื่อใช้แทนการอนุญาตให้มันไหลออกจากเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดสองชั้นซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีหัวฟอสเฟตและหางไขมันสองหาง นี้เรียกว่า bilayer ฟอสโฟไลปิด หัวจัดเรียงตามขอบด้านในและด้านนอกของเมมเบรนในขณะที่หางเติมช่องว่างในระหว่าง
เยื่อหุ้มเซลล์มีการซึมผ่านแบบเลือกได้ - หางป้องกันไม่ให้โมเลกุลขนาดใหญ่หรือมีประจุกระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ในขณะที่โมเลกุลขนาดเล็กและละลายได้ไขมันสามารถลื่นผ่าน การซึมผ่านแบบเลือกสามารถสร้างความเข้มข้นของการไล่ระดับสีข้ามเมมเบรนที่ต้องใช้โปรตีนเมมเบรนชนิดพิเศษเพื่อเอาชนะในขณะที่ยังช่วยให้โมเลกุลละลายน้ำขนาดเล็กและไขมันจำเป็นกระจายโดยไม่ต้องใช้พลังงาน
การแพร่กระจายแบบพาสซีฟ
โมเลกุลขนาดเล็กที่ไม่มีขั้วสามารถกระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ตามการไล่ระดับความเข้มข้นของโมเลกุล โมเลกุลที่ไม่มีขั้วมีประจุไฟฟ้าที่สม่ำเสมอและเป็นกลางตลอด
ตัวอย่างเช่นออกซิเจนเป็น nonpolar และกระจายอย่างอิสระผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์เม็ดเลือดขนส่งโมเลกุลออกซิเจนไปยังช่องว่างรอบ ๆ เซลล์สร้างความเข้มข้นค่อนข้างสูงของ O2. เซลล์จะทำการเผาผลาญออกซิเจนอย่างต่อเนื่องทำให้เกิดการไล่ระดับความเข้มข้นระหว่างภายในและภายนอกของเซลล์ O2 กระจายผ่านเยื่อหุ้มเพราะการไล่ระดับสีนี้
น้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แม้ว่าขั้วโลกจะมีขนาดเล็กพอที่จะแพร่กระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไม่มีใครช่วยเหลือ
ตัวรับไอออนช่องทาง
ไอออนเป็นอะตอมหรือโมเลกุลที่มีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนต่างกัน - มันมีประจุไฟฟ้า ไอออนบางชนิดรวมถึงโซเดียมโพแทสเซียมและแคลเซียมมีความสำคัญต่อการทำงานปกติของเซลล์ ไขมันปฏิเสธไอออน แต่เยื่อหุ้มเซลล์นั้นเต็มไปด้วยโปรตีนที่เรียกว่า ตัวรับสัญญาณไอออน ที่ช่วยควบคุมความเข้มข้นของไอออนภายในเซลล์
ปั๊มโซเดียม - โพแทสเซียมใช้โมเลกุลพลังงานของเซลล์คือ adenosine triphosphate (ATP) เพื่อเอาชนะการไล่ระดับความเข้มข้นซึ่งช่วยให้การเคลื่อนที่ของโซเดียมออกจากเซลล์และโพแทสเซียมเข้าสู่เซลล์ เครื่องสูบอื่น ๆ นั้นอาศัยแรงไฟฟ้าแบบอิเล็กโทรดนิกมากกว่า ATP เพื่อขนส่งไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
โปรตีนพาหะ
โมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สามารถแพร่กระจายผ่านไขมันในเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนพาหะภายในเยื่อหุ้มเซลล์ให้บริการเรือข้ามฟากโดยใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง การขนส่งที่ใช้งาน หรือ การอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย.
ขนส่งที่ใช้งาน ต้องการเซลล์เพื่อใช้ ATP เพื่อย้ายโมเลกุลขนาดใหญ่กับการไล่ระดับความเข้มข้น ตัวรับภายในโปรตีนการขนส่งที่แอคทีฟผูกกับผู้โดยสารเฉพาะและ ATP ช่วยให้โปรตีนสามารถขนส่งผู้โดยสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
อำนวยความสะดวกในการแพร่กระจาย ไม่ต้องการพลังงานชีวเคมีจากเซลล์ ผู้ให้บริการที่ใช้การอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายทำหน้าที่เป็นผู้รักษาประตูที่เปิดและปิดตามความเข้มข้นและการไล่ระดับสีด้วยไฟฟ้า