Semipermeable membranen kenmerken, transport, functies

De Semipermeabele membranen, Ook wel "selectief permeabel" genoemd, het zijn membranen die de doorgang van sommige stoffen mogelijk maken, maar de doorgang van anderen door hen voorkomen. Deze membranen kunnen natuurlijk of synthetisch zijn.

Natuurlijke membranen zijn de membranen van alle levende cellen, terwijl synthetisch, die van natuurlijk (cellulose) kunnen zijn of niet, zijn die die zijn gesynthetiseerd voor verschillende toepassingen.

Schematische weergave van een semipermeabiel membraan (Bron: Adam Rędzikowski [CC0] via Wikimedia Commons)

Een voorbeeld van het nut van kunstmatige of synthetische semipermeabele membranen zijn die gebruikt voor nierdialyse -apparaten, of die welke worden gebruikt om mengsels in de industrie of in verschillende chemische processen te filteren.

De doorgang van stoffen door een semipermeable membraan vindt plaats door verschillende mechanismen. In celmembranen en synthetisch. Het kan ook gebeuren dat stoffen binnenkomen door diffusie dat in het membraan oplost.

In levende cellen kan de doorgang van stoffen door de membranen optreden door transporters die in het voordeel werken of tegen de drugsconcentratiegradiënten. Een gradiënt is in dit geval het verschil in bestaande concentratie voor een stof aan beide zijden van een membraan.

Alle aardcellen hebben membranen, deze beschermen en scheiden hun interne componenten van de externe omgeving. Zonder membranen zijn er geen cellen zonder cellen, er is geen leven.

Aangezien deze membranen het meest voorkomende voorbeeld zijn van semipermeabele membranen, zal vanaf nu speciale nadruk op deze worden gezet.

[TOC]

Kenmerken

De eerste studies om de componenten van biologische membranen op te helderen, werden gemaakt met behulp van rode bloedcellen. In deze studies werd de aanwezigheid van een dubbele laag aangetoond om de membranen te vormen en vervolgens werd ontdekt dat de componenten van deze lagen lipiden en eiwitten waren.

Alle biologische membranen worden gevormd door een dubbele lipidematrix met "ingebed" verschillende soorten eiwitten.

Het kan u van dienst zijn: Celdeling: Typen, processen en belang

De lipidematrix van celmembranen wordt gevormd door verzadigde en onverzadigde vetzuren; De laatste geven wat vloeiend aan het membraan.

Lipiden zijn zo bereid dat ze een dubbeltje met elkaar vormen in het midden van de structuur.

Fosfolipiden zijn de meest voorkomende lipiden onder degenen die de biologische membranen vormen. Onder deze zijn fosfatidylcholine, fosfatidylinositol, fosfatidyletanolamine en fosfatidylserine.

Voorbeeld van semipermeable biologisch membraan (Bron: Ladyofhats [Public Domain] via Wikimedia Commons)

Onder de lipidemembranals zijn er ook cholesterol en glucolipiden, allemaal met amfipatische eigenschappen.

Semipermeabele membraaneiwitten zijn van verschillende typen (sommige hiervan kunnen enzymatische activiteit hebben):

(1) Degenen die kanalen van ionen of poriën vormen

(2) transportproteïnen

(3) eiwitten die een celgebied verenigen met een ander en toestaan ​​dat weefsels worden gevormd

(4) het ontvangen van eiwitten die zijn gekoppeld aan intracellulaire watervallen en

Vervoer

In een semipermeabiel biologisch membraan kan transport zijn door eenvoudige diffusie, gefaciliteerde diffusie, cotransport, actief transport en secundair actief transport.

Eenvoudig diffusietransport

In dit type transport is de energie die de stoffen door het membraan beweegt het concentratieverschil dat bestaat voor die stoffen aan beide zijden van het membraan.

De stoffen passeren dus meer → minder, dat wil zeggen van de site waar ze meer geconcentreerd zijn naar de site waar ze minder geconcentreerd zijn.

De diffusie kan optreden omdat de stof in het membraan wordt verdund of door poriën of kanalen wordt doorgegeven. De poriën of kanalen zijn van twee soorten: die die altijd open zijn en die open en dichtbij, dat wil zeggen, ze zijn tijdelijk open.

De poriën die op hun beurt tijdelijk worden geopend, kunnen (1) afhankelijke spanning zijn, dat wil zeggen dat ze openen als reactie op een bepaalde spanning en (2) ligandafhankelijk, die een specifieke chemische stof moet voegen om te openen.

Het kan u van dienst zijn: Autolyse: concept, oorzaken, fasen en gevolgen

Gefaciliteerd diffusietransport

In dit geval draagt ​​een transportband de stof over die van één kant van het membraan zal worden getransporteerd. Deze transporters zijn membranale eiwitten die permanent in het membraan kunnen zijn of in blaasjes die smelten wanneer ze nodig zijn.

Deze transporters werken ook voor de concentratiegradiënten van de stoffen die transporteren.

Dit soort transport vereisen geen energieverbruik en worden daarom passief transport genoemd, omdat ze zich voordoen voor een concentratiegradiënt.

Cotransporte

Een ander type passief transport door semipermeable membranen is de zo -geroepde Cotransporte. In dit geval wordt de concentratiegradiënt van een stof gebruikt voor het gelijktijdige transport van een ander tegen zijn gradiënt.

Dit type transport kan op twee manieren zijn: de Simport, waar de twee stoffen in dezelfde richting worden getransporteerd, en de antiporte, waarin de ene stof in de ene zin wordt getransporteerd en de andere in de tegenovergestelde richting.

Actief membranal transport

Deze vereisen energie en degenen die bekend worden gebruikt ATP, dus ze worden ATASA's genoemd. Deze transporters met enzymatische activiteit Hydrolys ATP om de energie te verkrijgen die nodig is voor de beweging van stoffen tegen hun concentratiegradiënt.

Drie soorten atasa's zijn bekend:

Na+/K+ bommen en calciumpompen (Atasas Calcium). Deze hebben een structuur gevormd door een a -subeenheid en een andere ß ingebed in het membraan.

Atasas V en Atasas F, die een karakteristieke stengelvorm hebben samengesteld uit verschillende subeenheden en een hoofd die rond de stengelsubeenheden roteert.

ATASAS V dienen bijvoorbeeld om hydrogenen te pompen tegen concentratiegradiënt, maag en lysosomen, bijvoorbeeld. In sommige blaasjes zoals dopaminerge zijn er waterstofpompen van dit type die H+ in de blaasjes pompen.

Het kan u van dienst zijn: soorten cellen en hun kenmerken (eukaryoten en prokaryoten)

AtPasses f Profiteer van de H+ -gradiënt zodat ze hun structuur bedekken en de ADP en de P en de vorm ATP nemen, dat wil zeggen in plaats van ATP te hydrolyseren. Deze zijn te vinden in de mitochondria -membranen.

Secundair actief transport

Het is dat transport dat, gebruik van de elektrochemische gradiënt die wordt gegenereerd door een Atasa, tegen een andere stof sleept. Dat wil zeggen, het transport van de tweede stof tegen de concentratiegradiënt is niet direct gekoppeld aan het gebruik van ATP door het transportmolecuul.

Functie

In levende cellen maakt de aanwezigheid van semipermeabele membranen mogelijk om binnen de binnenconcentraties van volledig verschillende stoffen te handhaven tot de concentraties van dezelfde stoffen in de extracellulaire omgeving.

Ondanks deze concentratieverschillen en dat er voor bepaalde stoffen er open kanalen of poriën zijn, ontsnappen of gaan deze moleculen niet in, tenzij bepaalde voorwaarden nodig zijn of zijn gewijzigd.

De reden voor dit fenomeen is dat er een elektrochemisch evenwicht is dat de concentratieverschillen door de membranen compenseert met de elektrische gradiënt die wordt gegenereerd door de diffuusbare ionen en dit gebeurt omdat binnen de cellen sommige stoffen niet kunnen vertrekken.

Referenties

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, P. (2004). Essentiële celbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, p. (2008). Biologie van de celmoleculair (5e ed.)). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Berne, r., & Levy, m. (1990). Fysiologie. Mosby; Internationale editie.
4. Fox, s. Je. (2006). Menselijke fysiologie (9e ed.)). New York, VS: McGraw-Hill Press.
5. Luckey, m. (2008). Biologie Structureel Membraan: met biochemische en biofysische grondslagen. Cambridge University Press.