Semipermeable Membraneneigenschaften, Transport, Funktionen

Der Semipermazierbare Membranen, Auch als "selektiv durchlässig" bezeichnet, sind sie Membranen, die den Durchgang einiger Substanzen zulassen, aber den Durchgang anderer durch sie verhindern. Diese Membranen können natürlich oder synthetisch sein.

Natürliche Membranen sind die Membranen aller lebenden Zellen, während synthetisch, die von natürlichem (Cellulose) sein können oder nicht, diejenigen, die für verschiedene Verwendungen synthetisiert werden.

Schematische Darstellung einer semipermazierbaren Membran (Quelle: Adam Rędzikowski [CC0] über Wikimedia Commons)

Ein Beispiel für die Nützlichkeit künstlicher oder synthetischer semipermaschierter Membranen sind diejenigen, die für Nierendialysegeräte verwendet werden, oder die zur Filterung von Gemischen in der Branche oder in verschiedenen chemischen Prozessen.

Der Durchgang von Substanzen durch eine semipermazierbare Membran erfolgt durch verschiedene Mechanismen. In Zellmembranen und synthetisch. Es kann auch passieren, dass Substanzen durch Diffusionsauflösen in der Membran eintreten.

In lebenden Zellen kann der Durchgang von Substanzen durch die Membranen durch Transporter auftreten, die für zugunsten oder gegen die Substanzkonzentrationsgradienten wirken. Ein Gradient ist in diesem Fall der Unterschied in der bestehenden Konzentration für eine Substanz auf beiden Seiten einer Membran.

Alle Erdzellen haben Membranen, diese schützen und trennen ihre inneren Komponenten von der externen Umgebung. Ohne Membranen gibt es keine Zellen ohne Zellen, es gibt kein Leben.

Da diese Membranen das häufigste Beispiel für semipermazierende Membranen sind, werden von nun an besondere Betonung auf diese gelegt.

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Eigenschaften

Die ersten Studien zur Aufklärung der Komponenten biologischer Membranen wurden unter Verwendung von roten Blutkörperchen durchgeführt. In diesen Studien wurde das Vorhandensein einer Doppelschicht nachgewiesen, die die Membranen bildete, und dann wurde festgestellt, dass die Komponenten dieser Schichten Lipide und Proteine ​​waren.

Alle biologischen Membranen werden durch eine doppelte Lipidmatrix gebildet, die verschiedene Proteinetypen "eingebettet" hat.

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Die Lipidmatrix der Zellmembranen wird durch gesättigte und ungesättigte Fettsäuren gebildet; Letztere geben der Membran eine gewisse Fließfähigkeit.

Lipide sind so bereit, dass sie in der Mitte der Struktur einen Bilay bilden, der miteinander ausgesetzt ist.

Phospholipide sind die am häufigsten vorkommenden Lipide unter denjenigen, die die biologischen Membranen bilden. Darunter sind Phosphatidylcholin, Phosphatidylinositol, Phosphatidyletanolamin und Phosphatidylserin.

Beispiel für semipermazierbare biologische Membran (Quelle: Ladyofhats [Public Domain] über Wikimedia Commons)

Unter den Lipidmembranalen gibt es auch Cholesterin und Glucolipide, alle mit amphipatischen Eigenschaften.

Semipermeable Membranproteine ​​sind von verschiedenen Typen (einige davon können eine enzymatische Aktivität aufweisen):

(1) diejenigen, die Ionen- oder Porenkanäle bilden

(2) Förderproteine

(3) Proteine, die eine Zellregion mit einem anderen vereinen und es Gewebe bilden lassen

(4) Empfangen Sie Proteine, die mit intrazellulären Wasserfällen gekoppelt sind und

Transport

In einer semipermazierbaren biologischen Membran kann der Transport durch einfache Diffusion, erleichterte Diffusion, Cotransport, aktiver Transport und sekundärer aktiver Transport erfolgen.

Einfacher Diffusionstransport

In dieser Art des Transports ist die Energie, die die Substanzen durch die Membran bewegt.

Somit passieren die Substanzen mehr → weniger, dh von der Stelle, an der sie sich stärker auf die Stelle konzentrieren, an der sie weniger konzentriert sind.

Die Diffusion kann auftreten, da die Substanz in der Membran verdünnt ist oder durch Poren oder Kanäle fließt. Die Poren oder Kanäle sind zwei Arten: diejenigen, die immer offen sind und diejenigen, die sich öffnen und schließen, dh sie sind vorübergehend geöffnet.

Die Poren, die vorübergehend geöffnet sind, können (1) abhängige Spannung sein, dh sie öffnen sich als Reaktion auf eine bestimmte Spannung und (2) ligandenabhängig, die sich einer bestimmten Chemikalie zum Öffnen verbinden müssen.

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Erleichterte Diffusionstransport

In diesem Fall überträgt ein Förderer die Substanz, die von einer Seite der Membran transportiert wird. Diese Transporter sind membranale Proteine, die dauerhaft in der Membran oder in Vesikeln sein können, die schmelzen, wenn sie es brauchen.

Diese Transporter arbeiten auch für die Konzentrationsgradienten der Substanzen, die transportieren.

Diese Transportarten erfordern keinen Energieverbrauch und werden daher als passiver Transport bezeichnet, da sie zugunsten eines Konzentrationsgradienten auftreten.

Cotransporte

Eine andere Art des passiven Transports durch semipermazierbare Membranen ist der sogenannte Cotransporte. In diesem Fall wird der Konzentrationsgradient einer Substanz für den gleichzeitigen Transport eines anderen gegen seinen Gradienten verwendet.

Diese Art des Transports kann auf zwei Arten sein: die Simport, wo die beiden Substanzen in die gleiche Richtung transportiert werden, und das Antiporte, in dem eine Substanz in einem Sinne transportiert wird und die andere in die entgegengesetzte Richtung transportiert wird.

Aktiver membranaler Transport

Diese erfordern Energie und die bekannten Nutzungs -ATP, so dass sie ATASAS genannt werden. Diese Transporter mit enzymatischer Aktivität Hydrolyz ATP, um die für die Bewegung von Substanzen erforderliche Energie gegen ihren Konzentrationsgradienten zu erhalten.

Drei Arten von Atasas sind bekannt:

Na+/K+ Bomben und Calciumpumpen (Atasas Calcium). Diese haben eine Struktur, die durch eine α -Untereinheit und eine andere in der Membran eingebettete ß gebildet wird.

Atasas V und Atasas F, die eine charakteristische Stammform haben, die aus mehreren Untereinheiten besteht, und einem Kopf, der sich um die Stammuntereinheiten dreht.

Atasas V dient zum Beispiel dazu, Wasserstoffe gegen Konzentrationsgradienten, Magen und Lysosomen zu pumpen. In einigen Vesikeln wie Dopaminergen gibt es Wasserstoffpumpen dieser Art, die H+ in die Vesikel pumpen.

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ATPASSS F Nutzen Sie den H+ -Gradienten, so dass sie ihre Struktur bedecken und die ADP und den P und die Form von ATP nehmen, dh anstatt ATP zu hydrolysieren, es synthetisierte ihn. Diese sind in den Mitochondrienmembranen zu finden.

Sekundärer aktiver Transport

Es ist dieser Transport, der, indem der von einer Atasa erzeugte elektrochemische Gradient verwendet wird, gegen eine andere Substanz schleppt. Das heißt, der Transport der zweiten Substanz gegen ihren Konzentrationsgradienten ist nicht direkt mit der Verwendung von ATP durch das Transportmolekül gekoppelt.

Funktionen

In lebenden Zellen ermöglicht das Vorhandensein semipermazierter Membranen innerhalb der inneren Konzentrationen vollständig unterschiedlicher Substanzen zu den Konzentrationen derselben Substanzen in der extrazellulären Umgebung.

Trotz dieser Konzentrationsunterschiede und dass für bestimmte Substanzen offene Kanäle oder Poren vorhanden sind, entkommen diese Moleküle nicht, es sei denn, bestimmte Bedingungen sind erforderlich oder verändert.

Der Grund für dieses Phänomen ist, dass es ein elektrochemisches Gleichgewicht gibt, das die Unterschiede der Konzentration durch die Membranen mit dem von den diffusionsfähigen Ionen erzeugten elektrischen Gradienten kompensieren lassen, und dies tritt auf, da einige Substanzen innerhalb der Zellen nicht verlassen können.

Verweise

1. Alberts, geb., Dennis, geb., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Essentielle Zellbiologie. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, geb., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, p. (2008). Biologie des Zellmolekulares (5. Aufl.). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Berne, r., & Levy, m. (1990). Physiologie. Mosby; Internationale ED -Ausgabe.
4. Fox, s. Yo. (2006). Menschliche Physiologie (9. Aufl.). New York, USA: McGraw-Hill Press.
5. Luckey, m. (2008). Biologie -Strukturmembran: mit biochemischen und biophysikalischen Grundlagen. Cambridge University Press.