La membrana celular: difusión, ósmosis, y el transporte activo

Piense en ello como un guardián, tutor o guardia de fronteras. A pesar de ser sólo de 6 a 10 nanómetros de espesor y visible sólo a través de un microscopio electrónico, la membrana celular mantiene citoplasma de la célula en su lugar y permite sólo los materiales entran y salen seleccione la celda según sea necesario.

Este semipermeabilidad, o permeabilidad selectiva, es el resultado de una doble capa (bicapa) de fosfolípido moléculas intercaladas con las moléculas de proteínas. La superficie exterior de cada capa se compone de apretujada hidrófila (o amante del agua) cabezas polares. En el interior, entre las dos capas, a encontrar hidrofóbico (o temeroso de agua) colas no polares que consiste en cadenas de ácidos grasos.

Las moléculas del colesterol entre las moléculas de fosfolípidos dan la estabilidad de la membrana de otro modo elástico y hacen que sea menos permeable a las sustancias solubles en agua. Tanto citoplasma y el matriz, el material en el que las células se encuentran, son principalmente agua. Las cabezas polares atraen electrostáticamente moléculas de agua polarizadas mientras que las colas no polares se encuentran entre las capas, protegidos del agua y la creación de una capa intermedia seca.

El interior de la membrana está compuesta de moléculas de ácidos grasos oleosos que son electrostáticamente simétrica, o no polarizado. Moléculas solubles en lípidos pueden pasar a través de esta capa, pero las moléculas solubles en agua tales como aminoácidos, azúcares y proteínas no pueden, en lugar moviéndose a través de la membrana a través de canales de transporte hecha por embebido proteínas de los canales. Debido a que los fosfolípidos tienen ambas regiones polares y no polares, también están llamados moléculas anfipáticas.

La membrana celular está diseñado para mantener la celda juntos y aislarlo como una unidad funcional distinta de protoplasma. Aunque se puede reparar de forma espontánea lágrimas menores, graves daños a la membrana hará que la célula se desintegre. La membrana es muy delicada en la que las moléculas que le permite entrar o salir. Se permite el movimiento a través de su barrera difusión, ósmosis, o transporte activo.

Difusión

La difusión es un fenómeno natural con efectos observables como Movimiento browniano. Las moléculas u otras partículas espontáneamente propagan, o emigran, de las zonas de mayor concentración a áreas de menor concentración hasta que se produzca el equilibrio. En el equilibrio, la difusión continúa, pero los saldos netos de flujo a excepción de las fluctuaciones aleatorias.

Esto ocurre porque todas las moléculas poseen energía cinética de movimiento al azar. Se mueven a altas velocidades, chocando uno con el otro, cambiando de dirección, y alejándose de las zonas de mayor concentración a las zonas de menor concentración. La velocidad de difusión depende de la masa y la temperatura de los molecule- moléculas más ligeras y más cálidas se mueven más rápido.

La difusión es una forma de transporte pasivo que no requiere el gasto de energía celular. Una molécula puede difundir pasivamente a través de la membrana celular si es soluble en lípidos, sin carga, y muy pequeña, o si una molécula portadora puede ayudar a ello. La difusión sin ayuda de partículas muy pequeñas o lípidos solubles se llama difusión simple. El proceso de la asistencia que se conoce como difusión facilitada.

La membrana celular permite que las moléculas no polares (los que no lo hacen fácilmente vínculo con agua) que fluyen de una zona en la que están muy concentrados en un área donde están menos concentrados. Incrustados en la membrana son moléculas de proteínas transmembrana llamadas proteínas de los canales que atraviesan desde la capa exterior a la capa interior y crear aberturas de difusión de usar para las moléculas se muevan a través.

Osmosis

Osmosis es una forma de transporte pasivo que es similar a la difusión e implica un disolvente moviéndose a través de una membrana selectivamente permeable o semipermeable de un área de mayor concentración a un área de menor concentración. Las soluciones se componen de dos partes: un disolvente y un soluto.

• los solvente es el líquido en el que una sustancia es agua dissolved- se llama solvente universal porque más materiales se disuelven en ella que en cualquier otro líquido.

• LA soluto es la sustancia disuelta en el disolvente.

Típicamente, una celda contiene una solución salina más o menos 1 por ciento - en otras palabras, 1 por ciento de sal (soluto) y 99 por ciento de agua (disolvente). El agua es una molécula polar que no va a pasar por el lípido bilayer- sin embargo, es lo suficientemente pequeño para moverse a través de los poros - formado por moléculas de proteína - la mayoría de las membranas celulares.

La ósmosis se produce cuando hay una diferencia en la concentración molecular del agua en los dos lados de la membrana. La membrana permite que el disolvente (agua) para moverse a través, pero mantiene fuera del soluto (las partículas disueltas en el agua).

Transporte por ósmosis se ve afectada por la concentración de soluto (el número de partículas) en el agua. Una molécula o un ion de soluto desplaza una molécula de agua. Osmolaridad es el término utilizado para describir la concentración de partículas de soluto por litro. Como el agua se difunde en una célula, la presión hidrostática se acumula dentro de la célula. Eventualmente, la presión dentro de la célula se hace igual a, y se equilibra con la presión osmótica exterior.

• Un isotónica solución tiene la misma concentración de soluto y disolvente tal como se encuentra dentro de una célula, por lo que una célula se coloca en solución isotónica - típicamente solución salina 1 por ciento para los seres humanos - experiencias de flujo igual de agua dentro y fuera de la célula, mantener el equilibrio.

• LA hipotónica solución tiene menos soluto y un mayor potencial de agua que en el interior de la célula. Un ejemplo es el 100 por ciento de agua destilada, que tiene menos soluto que lo que está dentro de la célula. Por lo tanto, si una célula humana se coloca en una solución hipotónica, las moléculas se difunden por el gradiente de concentración hasta ráfagas de membrana de la célula.

• LA hipertónica solución tiene más soluto y el potencial hídrico más bajo que en el interior de la célula. Así que la membrana de una célula humana colocado en solución salina 10 por ciento (10 por ciento de sal y 90 por ciento de agua) permitiría que el flujo de agua fuera de la célula (de la concentración más alta en el interior a la concentración más baja exterior), por lo tanto, la reducción de la misma.

Transporte activo

Transporte activo se produce a través de una membrana semipermeable contra el gradiente de concentración normal, moviéndose desde la zona de concentración más baja a la zona de mayor concentración y que requiere un gasto de energía liberada de una molécula de ATP.

Embedded con las cabezas hidrófilas en la capa externa de la membrana son moléculas de proteínas transmembrana capaz de detectar y mover compuestos a través de la membrana. Estas portador o transporte proteínas interactúan con el pasajero moléculas y utilizan la energía suministrada por ATP para moverlos contra el gradiente. Las moléculas portadoras combinan con las moléculas de transporte - lo más importante aminoácidos e iones - para bombear contra sus gradientes de concentración.

El transporte activo permite obtener células nutrientes que no pueden pasar a través de la membrana por otros medios. Además, hay procesos de transporte activo secundario que son similares a la difusión, pero en lugar de utilizar los desequilibrios en fuerzas electrostáticas para mover moléculas a través de la membrana.