Informacija

Kaip „gliukozės fosforilinimas“ palaiko koncentracijos gradientą transportuojant membraną (supaprastinta difuzija)?

Kaip „gliukozės fosforilinimas“ palaiko koncentracijos gradientą transportuojant membraną (supaprastinta difuzija)?

We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

fU xi Rh rP WY CS Re Ha nF jc uz

Mūsų knygoje paaiškinama, kaip gliukozė iš kraujo plazmos lengviau transportuojant patenka į raudonuosius kraujo kūnelius.

Čia knygoje teigiama, kad gliukozę į vidų transportuos baltymas nešiklis. Tada gliukozė bus fosforilinama ATP. Gliukozės molekulių fosforilinimas palaiko koncentracijos gradientą. Tai neleidžia gliukozei difunduoti atgal į kraujo plazmą.

Remiantis mano dabartiniu supratimu, koncentracija keičiasi tik tada, kai keičiasi ištirpusių molekulių skaičius.

Mano klausimas yra toks: "Kaip fosforilinimas gali išlaikyti koncentracijos gradientą, jei jis nekeičia molekulių skaičiaus raudonųjų kraujo kūnelių viduje?"


Savotiškas „stebuklingas triukas“, kurį daro biologija.

Su palengvintu transportavimu judėjimas pasyvus. Tai yra, jūs turite baltymą, per kurį gali praeiti tam tikros molekulės / jonai, bet jūs nepumpuojate ir nenaudojate energijos molekulėms perkelti. Tai reiškia, kad molekulės gali laisvai judėti bet kuria kryptimi, atsižvelgiant į koncentracijos (ir elektrinius) gradientus.

Todėl, darant prielaidą, kad nėra elektrinių gradientų įtakos, didžiausia koncentracija, kurią gali pasiekti pasyviai pernešama molekulė, yra lygi koncentracija viduje ir išorėje.

Chemiškai fosforilinta gliukozė nėra gliukozė. tai yra fosforilinta gliukozė. Jei fosforilinate kiekvieną patenkančią gliukozės molekulę, jūsų vidinė gliukozės koncentracija išliks lygi nuliui. Jei fosforilinta gliukozė negali išeiti tuo pačiu palengvintu difuzijos keliu, gliukozė efektyviai pateks in šiuo keliu jis negali grįžti atgal. Rezultatas toks, kad nors gliukozė viduje niekada negali būti aukštesnis už gliukozė išorėje, bendra suma fosforilinta gliukozė + gliukozė viduje gali ir toliau kilti virš koncentracijos gliukozė lauke.

Žinoma, šis žingsnis nėra visiškai nemokamas, nes jis kainuoja fosforilinimo energiją.


Paprasta difuzija yra pasyvaus transporto pavyzdys. Kai dalelės, atomai ar jonai juda iš didesnės koncentracijos srities į mažesnės koncentracijos sritį koncentracijos gradiento pagalba. Kai tarp dviejų sričių pasiekiama pusiausvyra, judėjimas sulėtėja iki natūralaus dalelių judėjimo. Šis procesas reguliariai vyksta tarp tarpląstelinio skysčio ir išorinės žmogaus ląstelės pusės, tuo pačiu keičiantis ir naudingais, ir atliekų produktais.

Osmosas ir koncentracijos gradientas

Osmosas yra labai panašus į difuziją, nes abiem atvejais dalelės juda koncentracijos gradientu. Tikrasis skirtumas yra tas, kuri dalelė juda. Osmoso metu tirpiklis juda per membraną, o difuzijos metu tirpioji medžiaga juda per membraną. Osmosinis gradientas yra slėgis, kuris verčia tirpiklio daleles pereiti nuo didesnės koncentracijos į mažesnę. Kadangi vandens molekulė yra polinė molekulė, jai reikalingas transportavimo baltymas, kad jis galėtų keliauti per membraną.

Šiam procesui atlikti nereikia jokios cheminės energijos, nes judėjimas vyksta žemyn.

Aktyvus transportavimas ir koncentracijos gradientas

Aktyviojo transportavimo metu molekulės juda prieš koncentracijos gradientą. Dalelių judėjimas iš didesnės koncentracijos srities į mažesnės koncentracijos sritį reikalauja cheminės energijos. Pirminiam aktyviam transportavimui, pavyzdžiui, adenozino trifosfatui, reikalinga cheminė energija. Antrinis aktyvus transportas naudoja ir elektrinį, ir cheminį gradientą. Elektrocheminis gradientas yra jonų, kurie ląstelėje praeina per ląstelės membraną, gradientas. Jonų difuzija veikia ląstelės membranos elektrinį potencialą. Jei įvyko įkrovimo gradientas, įkrautos dalelės juda žemyn.


3.1 Ląstelės membrana

Nepaisant struktūros ir funkcijų skirtumų, visos daugialąsčių organizmų gyvos ląstelės turi supančią ląstelių membraną. Kaip išorinis odos sluoksnis atskiria jūsų kūną nuo aplinkos, ląstelės membrana (taip pat žinoma kaip plazminė membrana) atskiria vidinį ląstelės turinį nuo išorinės aplinkos. Ši ląstelės membrana sukuria apsauginį barjerą aplink ląstelę ir reguliuoja, kurios medžiagos gali patekti į vidų arba iš jos.

Ląstelių membranos struktūra ir sudėtis

The ląstelės membrana yra ypač lanksti struktūra, sudaryta daugiausia iš dviejų fosfolipidų sluoksnių („dvisluoksnis“). Cholesterolis ir įvairūs baltymai taip pat yra įterpti į membraną, todėl membrana atlieka įvairias toliau aprašytas funkcijas.

Vienos fosfolipidų molekulės viename gale yra fosfato grupė, vadinama „galva“, ir dvi greta esančios riebalų rūgščių grandinės, sudarančios lipidų „uodegas“ (3.1.1 pav.). Vieno sluoksnio lipidų uodegos yra nukreiptos į kito sluoksnio lipidų uodegas ir susitinka dviejų sluoksnių sąsajoje. Fosfolipidų galvutės nukreiptos į išorę, vienas sluoksnis – į ląstelės vidų, o kitas – į išorę (3.1.1 pav.).

3.1.1 pav. – Fosfolipidų struktūra ir dvisluoksnis sluoksnis: Fosfolipido molekulė susideda iš poliarinės fosfato „galvutės“, kuri yra hidrofilinė, ir nepolinės lipidinės „uodegos“, kuri yra hidrofobinė. Dėl nesočiųjų riebalų rūgščių susidaro hidrofobinių uodegų vingiai. Fosfolipidų dvisluoksnis susideda iš dviejų gretimų fosfolipidų lakštų, išdėstytų nuo uodegos iki uodegos. Hidrofobinės uodegos susijungia viena su kita, sudarydamos membranos vidų. Polinės galvutės liečiasi su skysčiu ląstelės viduje ir išorėje.

Fosfatų grupė yra neigiamai įkrauta, todėl galva yra poliarinė ir hidrofilinė arba „mėgstanti vandenį“. A hidrofilinis molekulė (arba molekulės sritis) yra ta, kurią traukia vanduo. Taigi fosfato galvutes traukia tiek tarpląstelinės, tiek tarpląstelinės aplinkos vandens molekulės. Kita vertus, lipidų uodegos yra neįkrautos arba nepolinės ir yra hidrofobinės arba „bijoančios vandens“. A hidrofobiškas molekulė (arba molekulės sritis) atstumia ir yra atstumiama vandens. Taigi fosfolipidai yra amfipatinės molekulės. An amfipatinis Molekulė yra tokia, kurioje yra ir hidrofilinė, ir hidrofobinė sritis. Tiesą sakant, muilas pašalina aliejaus ir riebalų dėmes, nes turi amfipatinių savybių. Hidrofilinė dalis gali ištirpti plovimo vandenyje, o hidrofobinė dalis gali sulaikyti riebalus dėmėse, kurias vėliau galima nuplauti. Panašus procesas vyksta jūsų virškinimo sistemoje, kai tulžies druskos (pagamintos iš cholesterolio, fosfolipidų ir druskos) padeda suskaidyti suvartotus lipidus.

Kadangi fosfatų grupės yra polinės ir hidrofilinės, jas traukia vanduo, esantis tarpląsteliniame skystyje. Intraląstelinis skystis (ICF) yra skystas ląstelės vidus. Fosfatų grupes taip pat traukia tarpląstelinis skystis. Ekstraląstelinis skystis (ECF) yra skysta aplinka, esanti už ląstelės membranos gaubto (žr. paveikslą aukščiau). Kadangi lipidų uodegos yra hidrofobinės, jos susitinka vidinėje membranos srityje, iš šios erdvės neįtraukiant vandeningo tarpląstelinio ir tarpląstelinio skysčio. Be fosfolipidų ir cholesterolio, ląstelės membranoje yra daug baltymų, aprašytų kitame skyriuje.

Membraniniai baltymai

Dvigubas lipidų sluoksnis sudaro ląstelės membranos pagrindą, tačiau jis yra apipintas įvairiais baltymais. Dviejų skirtingų tipų baltymai, dažniausiai siejami su ląstelės membrana, yra integralinis baltymas ir periferinis baltymas (3.1.2 pav.). Kaip rodo jo pavadinimas, an vientisas baltymas yra baltymas, kuris yra įterptas į membraną. Yra daug skirtingų integruotų baltymų tipų, kurių kiekvienas atlieka skirtingas funkcijas. Pavyzdžiui, integruotas baltymas, kuris išplečia angą per membraną, kad jonai galėtų patekti į ląstelę arba išeiti iš jos, yra žinomas kaip kanalo baltymas. Periferiniai baltymai paprastai randami vidiniame arba išoriniame lipidų dvigubo sluoksnio paviršiuje, bet taip pat gali būti pritvirtinti prie integruoto baltymo vidinio arba išorinio paviršiaus.

3.1.2 pav. Ląstelės membrana: Ląstelės ląstelės membrana yra fosfolipidų dvisluoksnis sluoksnis, kuriame yra daug skirtingų molekulinių komponentų, įskaitant baltymus ir cholesterolį, kai kurie su angliavandenių grupėmis.

Kai kurie integruoti baltymai tarnauja kaip ląstelių atpažinimas arba paviršiaus tapatumo baltymai, kurie žymi ląstelės tapatybę, kad ją galėtų atpažinti kitos ląstelės. Kai kurie integralūs baltymai veikia kaip fermentai arba ląstelių adhezijoje tarp gretimų ląstelių. A receptorius yra atpažinimo baltymo tipas, galintis selektyviai surišti konkrečią molekulę už ląstelės ribų, ir šis surišimas sukelia cheminę reakciją ląstelėje. Kai kurie integruoti baltymai atlieka dvejopą receptorių ir jonų kanalo vaidmenį. Vienas iš receptorių kanalų sąveikos pavyzdžių yra nervinių ląstelių receptoriai, kurie jungiasi su neuromediatoriais, pvz., dopaminu. Kai dopamino molekulė prisijungia prie dopamino receptoriaus baltymo, transmembraniniame baltyme atsidaro kanalas, leidžiantis tam tikriems jonams tekėti į ląstelę. Periferiniai baltymai dažnai siejami su integruotais baltymais išilgai vidinės ląstelės membranos, kur jie vaidina ląstelių signalizaciją arba prisitvirtinimą prie vidinių ląstelių komponentų (ty: citoskeleto, aptarto vėliau).

Kai kurie integruoti membranos baltymai yra glikoproteinai. A glikoproteinas yra baltymas, turintis prisijungusias angliavandenių molekules, kurios patenka į tarpląstelinę aplinką. Ant glikoproteinų pritvirtintos angliavandenių žymės padeda atpažinti ląsteles. Iš membraninių baltymų ir net kai kurių membranų lipidų esantys angliavandeniai kartu sudaro glikokaliksą. The glikokaliksas yra neryškiai atrodanti danga aplink ląstelę, susidaranti iš glikoproteinų ir kitų angliavandenių, prisitvirtinusių prie ląstelės membranos. Glikokaliksas gali atlikti įvairius vaidmenis. Pavyzdžiui, jame gali būti molekulių, leidžiančių ląstelei prisijungti prie kitos ląstelės, joje gali būti hormonų receptorių arba fermentų maistinėms medžiagoms skaidyti. Glikokalicai, randami žmogaus kūne, yra to asmens genetinės sandaros produktai. Jie suteikia kiekvienai iš trilijonų individo ląstelių priklausymo asmens kūnui „tapatybę“. Ši tapatybė yra pagrindinis būdas, kuriuo žmogaus imuninės gynybos ląstelės „žino“ nepulti savo kūno ląstelių, tačiau tai taip pat yra priežastis, dėl kurios kito asmens dovanoti organai gali būti atmesti.

Transportavimas per ląstelės membraną

Vienas iš didžiausių ląstelės membranos stebuklų yra jos gebėjimas reguliuoti medžiagų koncentraciją ląstelės viduje. Šios medžiagos apima jonus, tokius kaip Ca ++, Na +, K + ir Cl –, maistines medžiagas, įskaitant cukrų, riebalų rūgštis ir aminorūgštis, ir atliekas, ypač anglies dioksidą (CO).2), kuris turi palikti langelį.

Membranos lipidų dvisluoksnė struktūra užtikrina pirmąjį kontrolės lygį. Fosfolipidai yra sandariai supakuoti, o membrana turi hidrofobinį vidų. Dėl šios struktūros membrana yra selektyviai pralaidi. Membrana, kuri turi selektyvus pralaidumas leidžia be pagalbos patekti tik tam tikrus kriterijus atitinkančioms medžiagoms. Ląstelės membranos atveju tik santykinai mažos, nepolinės medžiagos gali judėti per lipidų dvigubą sluoksnį (atminkite, kad membranos lipidinės uodegos yra nepolinės). Kai kurie jų pavyzdžiai yra kiti lipidai, deguonies ir anglies dioksido dujos bei alkoholis. Tačiau vandenyje tirpioms medžiagoms, tokioms kaip gliukozė, aminorūgštys ir elektrolitai, reikia tam tikros pagalbos, kad jos galėtų pereiti membraną, nes jas atbaido hidrofobinės fosfolipidų dvisluoksnės uodegos. Visos medžiagos, judančios per membraną, tai daro vienu iš dviejų bendrųjų metodų, kurie skirstomi į kategorijas pagal tai, ar reikia energijos, ar ne. Pasyvus transportavimas – tai medžiagų judėjimas per membraną nenaudojant ląstelių energijos. Priešingai, aktyvus transportavimas yra medžiagų judėjimas per membraną naudojant adenozino trifosfato (ATP) energiją.

Pasyvus transportas

Kad suprastum kaip medžiagos pasyviai juda per ląstelės membraną, būtina suprasti koncentracijos gradientus ir difuziją. A koncentracijos gradientas yra medžiagos koncentracijos erdvėje skirtumas. Molekulės (arba jonai) pasklis / pasklis iš ten, kur jos yra labiau koncentruotos, į ten, kur jos yra mažiau koncentruotos, kol toje erdvėje pasiskirstys tolygiai. (Kai molekulės juda tokiu būdu, sakoma, kad jos juda žemyn jų koncentracijos gradientas, nuo didelės iki mažos koncentracijos.) Difuzija yra dalelių judėjimas iš didesnės koncentracijos srities į mažesnės koncentracijos sritį. Keletas bendrų pavyzdžių padės iliustruoti šią koncepciją. Įsivaizduokite, kad esate uždaroje patalpoje. Jei būtų išpurškiamas kvepalų buteliukas, kvapo molekulės natūraliai pasklistų iš tos vietos, kur paliko buteliuką, į visus kambario kampus, ir ši difuzija tęstųsi tol, kol molekulės tolygiai pasiskirstytų patalpoje. Kitas pavyzdys – į arbatos puodelį įdėtas šaukštas cukraus. Galiausiai cukrus pasklis po visą arbatą, kol neliks koncentracijos gradiento. Abiem atvejais, jei patalpoje šiltesnė arba arbatoje karštesnė, difuzija vyksta dar greičiau, nes molekulės atsitrenkia viena į kitą ir plinta greičiau nei esant vėsesnei temperatūrai.

Išorinė svetainė

Apsilankykite šioje nuorodoje, kad pamatytumėte difuziją ir kaip ją skatina tirpale esančių molekulių kinetinė energija. Kaip temperatūra veikia difuzijos greitį ir kodėl?

Kai vienoje pusiau pralaidžios membranos pusėje, pavyzdžiui, ląstelių membranose, yra didesnė medžiagos koncentracija, tai padarys bet kuri medžiaga, kuri gali judėti žemyn savo koncentracijos gradientu per membraną. Jei medžiagos gali judėti per ląstelės membraną ląstelei neeikvodamos energijos, molekulių judėjimas vadinamas pasyviuoju transportu. Apsvarstykite medžiagas, kurios gali lengvai pasklisti per ląstelės membranos lipidų dvisluoksnį sluoksnį, pvz., deguonies dujas (O2) ir anglies dioksidas (CO2). Šios mažos, riebaluose tirpios dujos ir kitos mažos lipiduose tirpios molekulės gali ištirpti membranoje ir patekti į ląstelę arba iš jos išeiti po jų koncentracijos gradiento. Šis mechanizmas, kai molekulės juda per ląstelės membraną iš tos pusės, kur jos yra labiau koncentruotos, į tą pusę, kur jos yra mažiau koncentruotos, yra pasyvaus transportavimo forma, vadinama paprasta difuzija. O2 paprastai difunduoja į ląsteles, nes yra labiau koncentruotas už jų ribų, o CO2 paprastai išsisklaido iš ląstelių, nes yra labiau koncentruotas jų viduje.

Prieš judant, svarbu suprasti, kad deguonies ir anglies dioksido koncentracijos gradientai visada egzistuos gyvoje ląstelėje ir niekada nepasieks vienodo pasiskirstymo. Taip yra todėl, kad ląstelės greitai sunaudoja deguonį metabolizmo metu, todėl paprastai yra mažesnė O koncentracija2 ląstelės viduje nei išorėje. Dėl to deguonis pasklis iš ląstelės išorės tiesiai per lipidų dvigubą membranos sluoksnį ir į ląstelės citoplazmą. Kita vertus, kadangi ląstelės gamina CO2 kaip šalutinis metabolizmo produktas, CO2 koncentracija citoplazmoje didėja, todėl CO2 pajudės iš ląstelės per lipidų dvisluoksnį sluoksnį į ekstraląstelinį skystį, kur jo koncentracija mažesnė. (3.1.3 pav.).

3.1.3 pav. – Paprasta difuzija per ląstelės (plazmos) membraną: Lipidų dvigubo sluoksnio struktūra leidžia mažoms, neįkrautoms medžiagoms, tokioms kaip deguonis ir anglies dioksidas, ir hidrofobinėms molekulėms, tokioms kaip lipidai, prasiskverbti pro ląstelės membraną, mažinant jų koncentracijos gradientą, naudojant paprastą difuziją.

Didelės polinės arba joninės molekulės, kurios yra hidrofilinės, negali lengvai pereiti per fosfolipidų dvigubą sluoksnį. Bet kokio dydžio įkrauti atomai ar molekulės negali prasiskverbti per ląstelės membraną per paprastą difuziją, nes krūvius atstumia hidrofobinės uodegos fosfolipidų dvigubo sluoksnio viduje. Tirpios medžiagos, ištirpusios vandenyje abiejose ląstelės membranos pusėse, linkusios išsklaidyti savo koncentracijos gradientus, tačiau kadangi dauguma medžiagų negali laisvai praeiti pro ląstelės membranos lipidų dvisluoksnį sluoksnį, jų judėjimas apsiriboja baltymų kanalais ir specializuotais transportavimo mechanizmais membranoje. . Palengvinta difuzija yra difuzijos procesas, naudojamas toms medžiagoms, kurios negali kirsti lipidų dvigubo sluoksnio dėl savo dydžio, krūvio ir (arba) poliškumo, bet tai daro mažėjant koncentracijos gradientams (3.1.4 pav.). Pavyzdžiui, nors natrio jonai (Na +) yra labai koncentruoti už ląstelių ribų, šie elektrolitai yra įkrauti ir negali prasiskverbti per nepolinį lipidų dvisluoksnį membraną. Jų difuziją palengvina membraniniai baltymai, kurie sudaro natrio kanalus (arba „poras“), todėl Na+ jonai gali judėti žemyn savo koncentracijos gradientu iš ląstelių išorės į ląstelių vidų. Dažnas palengvintos difuzijos pavyzdys naudojant a nešiklio baltymas yra gliukozės judėjimas į ląstelę, kur ji naudojama ATP gamybai. Nors gliukozė gali būti labiau koncentruota už ląstelės ribų, ji negali kirsti lipidų dvigubo sluoksnio per paprastą difuziją, nes ji yra didelė ir polinė, todėl ją atstumia fosfolipidų membrana. Norėdami tai išspręsti, specializuotas baltymas-nešiklis, vadinamas gliukozės transporteriu, perneš gliukozės molekules į ląstelę, kad palengvintų jos vidinę difuziją. Skirtumas tarp kanalo ir nešiklio yra tas, kad difuzijos proceso metu nešiklis paprastai keičia formą, o kanalas ne. Yra daug kitų tirpių medžiagų, kurios turi būti palengvintos difuzijos, kad patektų į ląstelę, pavyzdžiui, aminorūgštys, arba pasišalintų iš ląstelės, pavyzdžiui, atliekos.

3.1.4 pav. – Supaprastinta sklaida: a) Palengvinta medžiagų, kertančių ląstelės (plazmos) membraną, difuzija vyksta naudojant baltymus, tokius kaip kanalo baltymai ir nešikliai. Kanalo baltymai yra mažiau selektyvūs nei nešikliai ir paprastai nežymiai atskiria savo krovinį pagal dydį ir krūvį. (b) Baltymai nešikliai yra selektyvesni, dažnai leidžiantys kirsti tik vieną tam tikro tipo molekulę.

Specialus palengvinto transportavimo pavyzdys yra vandens judėjimas per visų ląstelių membraną baltymų kanalais, žinomais kaip akvaporinai. Osmosas yra vandens difuzija per pusiau pralaidžią membraną iš ten, kur santykinio vandens yra daugiau, į ten, kur santykinis vandens kiekis mažesnis (žemyn jo vandens koncentracijos gradientu) (3.1.5 pav.).

3.1.5 pav. – Osmosas: Osmosas yra vandens difuzija per pusiau pralaidžią membraną žemyn koncentracijos gradientu. Jei membrana yra pralaidi vandeniui, bet ne tirpiajai medžiagai, vanduo išlygins savo koncentraciją, pasklisdamas į mažesnės vandens koncentracijos pusę (taigi ir didesnės tirpios medžiagos koncentracijos pusę). Kairėje stiklinėje tirpalas dešinėje membranos pusėje yra hipertoninis.

Ląstelės pačios negali reguliuoti vandens molekulių judėjimo per savo membraną, todėl svarbu, kad ląstelės būtų veikiamos aplinkoje, kurioje ištirpusių medžiagų koncentracija už ląstelės ribų (tarpląsteliniame skystyje) yra lygi tirpių medžiagų koncentracijai. ląstelių viduje (citoplazmoje). Sakoma, kad du tirpalai, kurių tirpių koncentracija yra tokia pati izotoninis (vienoda įtampa). Kai ląstelės ir jų tarpląstelinė aplinka yra izotoninė, vandens molekulių koncentracija ląstelių išorėje ir viduje yra vienoda, o ląstelės išlaiko normalią formą (ir funkciją).

Osmosas įvyksta, kai ląstelės viduje yra ištirpusių medžiagų disbalansas, palyginti su ląstelės viduje. Sakoma, kad tirpalas, kuriame yra didesnė tirpių medžiagų koncentracija nei kitame tirpale hipertoninis, o vandens molekulės linkusios difunduoti į hipertoninį tirpalą (3.1.6 pav.). Hipertoniniame tirpale esančios ląstelės susitrauks, kai vanduo iš ląstelės išeis osmoso būdu. Priešingai, sakoma, kad tirpalas, kuriame ištirpusių medžiagų koncentracija yra mažesnė nei kitame tirpale hipotoninis, o vandens molekulės linkusios išsisklaidyti iš hipotoninio tirpalo. Hipotoniniame tirpale esančios ląstelės ims per daug vandens ir išsipūs, o tai galiausiai gali sprogti. Svarbus gyvų būtybių homeostazės aspektas yra sukurti vidinę aplinką, kurioje visos kūno ląstelės yra izotoniniame tirpale. Įvairios organų sistemos, ypač inkstai, palaiko šią homeostazę.

3.1.6 pav. – Tirpalo koncentracija: Hipertoninio tirpalo tirpalo koncentracija yra didesnė nei kito tirpalo. Izotoninio tirpalo tirpalo koncentracija yra lygi kito tirpalo koncentracijai. Hipotoninio tirpalo tirpalo koncentracija yra mažesnė nei kito tirpalo.

Aktyvus transportas

Taikant visus aukščiau aprašytus transportavimo būdus, ląstelė neeikvoja energijos. Membraniniai baltymai, padedantys pasyviai pernešti medžiagas, tai daro nenaudojant ATP. Pirminio aktyvaus transportavimo metu ATP reikalingas, kad medžiaga per membraną judėtų membranos baltymo pagalba ir prieš jo koncentracijos gradientas.

Vienas iš labiausiai paplitusių aktyvaus transporto rūšių apima baltymus, kurie tarnauja kaip siurbliai. Žodis „siurblys“ tikriausiai sukelia mintis apie energijos panaudojimą dviračio ar krepšinio padangai pumpuoti. Panašiai, energijos iš ATP reikia, kad šie membranos baltymai galėtų pernešti medžiagas – molekules arba jonus – per membraną prieš jų koncentracijos gradientus (nuo mažos koncentracijos srities iki didelės koncentracijos srities).

The natrio-kalio pompa, kuri taip pat vadinama Na + /K + ATPaze, išneša natrį iš ląstelės, o kalį perkelia į ląstelę. Na + / K + siurblys yra svarbus jonų siurblys, esantis visų ląstelių membranose. Šių pompų aktyvumas nervų ląstelėse yra toks didelis, kad tai sudaro didžiąją dalį jų ATP naudojimo.

3.1.7 pav Natrio-kalio pompa yra daugelyje ląstelių (plazmos) membranų. Varomas ATP, siurblys judina natrio ir kalio jonus priešingomis kryptimis, kiekvieną prieš koncentracijos gradientą. Vieno siurblio ciklo metu iš ląstelės išspaudžiami trys natrio jonai ir į ląstelę importuojami du kalio jonai.

Aktyvūs transportavimo siurbliai taip pat gali veikti kartu su kitomis aktyviomis arba pasyviomis transportavimo sistemomis, kad perneštų medžiagas per membraną. Pavyzdžiui, natrio-kalio siurblys palaiko didelę natrio jonų koncentraciją už ląstelės ribų. Todėl, jei ląstelei reikia natrio jonų, tereikia atidaryti pasyvų natrio kanalą, nes natrio jonų koncentracijos gradientas paskatins juos difunduoti į ląstelę. Tokiu būdu aktyvus transportavimo siurblys (natrio-kalio siurblys) skatina pasyvų natrio jonų transportavimą, sukurdamas koncentracijos gradientą. Kai aktyvusis transportas tokiu būdu skatina kitos medžiagos transportavimą, tai vadinama antriniu aktyviuoju transportu.

Symporteriai yra antriniai aktyvūs pernešėjai, judantys dvi medžiagas ta pačia kryptimi. Pavyzdžiui, natrio ir gliukozės simporteris naudoja natrio jonus, kad „trauktų“ gliukozės molekules į ląstelę. Kadangi ląstelės kaupia gliukozę energijai, gliukozė paprastai būna didesnės koncentracijos ląstelės viduje nei išorėje, tačiau dėl natrio ir kalio siurblio veikimo natrio jonai lengvai pasklis į ląstelę atidarius siurblį. Natrio jonų antplūdis per simporterį suteikia energijos, kuri leidžia gliukozei judėti per simporterį ir į ląstelę, priešingai jos koncentracijos gradientui.

Ir atvirkščiai, antiporteriai yra antrinės aktyvios transporto sistemos, transportuojančios medžiagas priešingomis kryptimis. Pavyzdžiui, natrio ir vandenilio jonų antiporteris naudoja energiją, gautą iš natrio jonų srauto, kad išstumtų vandenilio jonus (H + ) iš ląstelės. Natrio-vandenilio antiporteris naudojamas ląstelės vidaus pH palaikyti.

Kitos membranos transportavimo formos

Kitos aktyvaus transportavimo formos neapima membranų nešėjų. Endocitozė („įnešimas į ląstelę“) – tai procesas, kai ląstelė praryja medžiagą, apgaubiant ją tam tikroje savo ląstelės membranos dalyje, o paskui nuspaudžiant tą membranos dalį (3.1.8 pav.). Nuspaudus, membranos dalis ir jos turinys tampa nepriklausoma tarpląsteline pūslele. A pūslelė yra membraninis maišelis – sferinė ir tuščiavidurė organelė, apribota lipidų dvisluoksnės membranos. Dėl endocitozės į ląstelę dažnai patenka medžiagų, kurias reikia suskaidyti arba virškinti. Fagocitozė („ląstelių valgymas“) yra didelių dalelių endocitozė. Daugelis imuninių ląstelių dalyvauja įsiveržusių patogenų fagocitoje. Kaip ir mažieji Pac-menai, jų darbas yra patruliuoti kūno audiniuose, kad neatsirastų nepageidaujamų medžiagų, tokių kaip įsiveržusios bakterijų ląstelės, jas fagocituoti ir virškinti. Priešingai nei fagocitozė, pinocitozė („ląstelių gėrimas“) per membranines pūsleles į ląstelę įneša skystį, kuriame yra ištirpusių medžiagų.

3.1.8 pav. – Trys endocitozės formos: Endocitozė yra aktyvaus transportavimo forma, kai ląstelė, naudodama savo ląstelės membraną, apgaubia ekstraląstelines medžiagas. a) Fagocitoze, kuri yra santykinai neselektyvi, ląstelė paima dideles daleles į didesnes pūsleles, žinomas kaip vakuoles. b) Pinocitozės metu ląstelė absorbuoja mažas daleles skystyje. (c) Priešingai, receptorių sukelta endocitozė yra gana selektyvi. Kai išoriniai receptoriai suriša specifinį ligandą, ląstelė reaguoja endocituojant ligandą.

Fagocitozė ir pinocitozė paima dideles tarpląstelinės medžiagos dalis ir paprastai nėra labai selektyvios įnešamoms medžiagoms. Ląstelės reguliuoja specifinių medžiagų endocitozę per receptorių sukeltą endocitozę. Receptorių sukelta endocitozė yra endocitozė, kurią sukelia ląstelės membranos dalis, kurioje yra daug receptorių, kurie yra specifiniai tam tikrai medžiagai. Kai paviršiaus receptoriai suriš pakankamą kiekį konkrečios medžiagos (receptoriaus ligando), ląstelė endocituoja ląstelės membranos dalį, kurioje yra receptoriaus-ligando kompleksai. Geležis, būtina hemoglobino sudedamoji dalis, raudonųjų kraujo kūnelių endocituojama tokiu būdu. Geležis kraujyje jungiasi su baltymu, vadinamu transferinu. Specifiniai transferino receptoriai ant raudonųjų kraujo kūnelių paviršių suriša geležies-transferino molekules, o ląstelė endocituoja receptorių-ligandų kompleksus.

Priešingai nei endocitozė, egzocitozė ("išėmimas iš ląstelės") – tai procesas, kai ląstelė eksportuoja medžiagą naudojant vezikulinį transportą (3.1.9 pav.). Daugelis ląstelių gamina medžiagas, kurios turi būti išskiriamos, pavyzdžiui, gamykla, gaminanti produktą eksportui. Šios medžiagos paprastai yra supakuotos į membraną surištas pūsleles ląstelėje. Kai pūslelės membrana susilieja su ląstelės membrana, pūslelė išleidžia savo turinį į intersticinį skystį. Tada pūslelių membrana tampa ląstelės membranos dalimi.

Konkretūs egzocitozės pavyzdžiai yra skrandžio ir kasos ląstelės, gaminančios ir išskiriančios virškinimo fermentus per egzocitozę (3.1.10 pav.), ir endokrininės ląstelės, gaminančios ir išskiriančios hormonus, kurie siunčiami po visą kūną.

Naujos membranos pridėjimas prie plazmos membranos paprastai yra susijęs su endocitoze, kad ląstelė nuolatos nedidėtų. Vykstant šiems procesams, ląstelės membrana nuolat atsinaujina ir keičiasi pagal poreikį ląstelei.

3.1.9 pav. – Egzocitozė: Egzocitozė yra panaši į atvirkštinę endocitozę. Eksportui skirta medžiaga supakuojama į ląstelės viduje esančią pūslelę. Pūslelės membrana susilieja su ląstelės membrana, o turinys išleidžiamas į tarpląstelinę erdvę. 3.1.10 pav. – Kasos ląstelės’ Fermentų produktai: Kasos acinarinės ląstelės gamina ir išskiria daug fermentų, kurie virškina maistą. Mažos juodos granulės šioje elektroninėje mikrografijoje yra sekrecinės pūslelės, užpildytos fermentais, kurie bus eksportuojami iš ląstelių egzocitozės būdu. LM × 2900. (Mikrografą pateikė Mičigano universiteto medicinos mokyklos regentai © 2012 m.)

Išorinė svetainė

Ląstelių ligos: cistinė fibrozė

Cistine fibroze (CF) Jungtinėse Valstijose serga maždaug 30 000 žmonių, kiekvienais metais pranešama apie 1 000 naujų atvejų. Genetinė liga yra labiausiai žinoma dėl savo plaučių pažeidimo, sukeliančio kvėpavimo sunkumų ir lėtinių plaučių infekcijų, tačiau ji taip pat pažeidžia kepenis, kasą ir žarnas. Tik maždaug prieš 50 metų vaikų, gimusių su CF, prognozė buvo labai niūri – gyvenimo trukmė retai viršija 10 metų. Šiandien, tobulėjant medicininiam gydymui, daugelis CF pacientų gyvena iki 30 metų.

CF simptomai atsiranda dėl netinkamai veikiančio membranos jonų kanalo, vadinamo cistinės fibrozės transmembraninio laidumo reguliatoriumi arba CFTR. Sveikiems žmonėms CFTR baltymas yra integruotas membraninis baltymas, kuris išneša Cl- jonus iš ląstelės. Žmogaus, sergančio CF, CFTR genas yra mutavęs, todėl ląstelė gamina defektinį kanalo baltymą, kuris paprastai nėra įtrauktas į membraną, o yra suardomas ląstelėje.

Kad CFTR veiktų, reikalingas ATP, todėl jo Cl transportavimas yra aktyvaus transportavimo forma. Tai ilgą laiką glumino tyrėjus, nes Cl- jonai iš tikrųjų teka žemyn jų koncentracijos gradientas, kai jie išnešami iš ląstelių. Aktyvus transportas paprastai pumpuoja jonus prieš jų koncentracijos gradientas, tačiau CFTR yra šios taisyklės išimtis.

Normaliame plaučių audinyje Cl judėjimas iš ląstelės palaiko Cl turtingą, neigiamai įkrautą aplinką iškart už ląstelės ribų. Tai ypač svarbu kvėpavimo sistemos epitelio pamušalui. Kvėpavimo takų epitelio ląstelės išskiria gleives, kurios sulaiko dulkes, bakterijas ir kitas šiukšles. Blakstiena (daugiskaita = blakstiena) yra vienas iš į plaukus panašių priedų, esančių tam tikrose ląstelėse. Blakstienos ant epitelio ląstelių perkelia gleives ir jų įstrigusias daleles kvėpavimo takais tolyn nuo plaučių ir į išorę. Kad gleivės būtų efektyviai kilnojamos aukštyn, jos negali būti pernelyg klampios, o turi būti plonos, vandeningos konsistencijos. Cl– transportavimas ir elektronegatyvios aplinkos palaikymas už ląstelės ribų pritraukia teigiamus jonus, tokius kaip Na+, į tarpląstelinę erdvę. Tarpląstelinėje erdvėje susikaupus Cl– ir Na+ jonams susidaro daug tirpių medžiagų turinčios gleivės, kuriose vandens molekulių koncentracija maža. Dėl to osmoso būdu vanduo iš ląstelių ir tarpląstelinės matricos juda į gleives, jas „retindamas“. Įprastoje kvėpavimo sistemoje tokiu būdu gleivės yra pakankamai drėkinamos, kad būtų išstumtos iš kvėpavimo sistemos.

Jei CFTR kanalo nėra, Cl- jonai nėra išnešami iš ląstelės pakankamai, todėl jie negali pritraukti teigiamų jonų. Dėl jonų nebuvimo išskiriamose gleivėse nėra normalaus vandens koncentracijos gradiento. Taigi nėra osmosinio slėgio, traukiančio vandenį į gleives. Susidariusios gleivės yra tirštos ir lipnios, o blakstienos epitelis negali efektyviai jų pašalinti iš kvėpavimo sistemos. Plaučiuose esančius kanalus užkemša gleivės ir jų nešamos šiukšlės. Bakterinės infekcijos atsiranda lengviau, nes bakterinės ląstelės nėra efektyviai nunešamos iš plaučių.

Skyriaus apžvalga

Ląstelės membrana sukuria barjerą aplink ląstelę, atskirdama jos vidinius komponentus nuo tarpląstelinės aplinkos. Jį sudaro dvigubas fosfolipidų sluoksnis su hidrofobinėmis vidinėmis lipidų „uodegomis“ ir hidrofilinėmis išorinėmis fosfatų „galvomis“. Įvairūs membraniniai baltymai yra išsibarstę po dvisluoksnį sluoksnį, tiek įterpti į jį, tiek pritvirtinti prie jo periferiškai. Ląstelės membrana yra selektyviai pralaidi, todėl tik ribotas kiekis medžiagų gali difunduoti per lipidų dvisluoksnį sluoksnį. Visos medžiagos, prasiskverbiančios per membraną, tai daro pasyviu (energijos nereikalaujančiu) arba aktyviu (energijos reikalaujančiu) transportavimo procesu. Pasyviojo transportavimo metu medžiagos juda paprastos difuzijos arba palengvintos difuzijos būdu per membraną žemyn jų koncentracijos gradientu. Vanduo praeina pro membraną difuzijos procese, vadinamame osmosu. Aktyvaus transportavimo metu energija išeikvojama, kad padėtų medžiagai judėti per membraną kryptimi prieš jų koncentracijos gradientą. Aktyvus transportavimas gali vykti naudojant baltymų siurblius arba naudojant pūsleles.

Interaktyvių nuorodų klausimai

Apsilankykite šioje nuorodoje, kad pamatytumėte difuziją ir kaip ją skatina tirpale esančių molekulių kinetinė energija. Kaip temperatūra veikia difuzijos greitį ir kodėl?

Aukštesnė temperatūra pagreitina difuziją, nes aukštesnėje temperatūroje molekulės turi daugiau kinetinės energijos.


Endocitozė

Endocitozė yra aktyvaus transportavimo tipas, perkeliantis į ląstelę daleles, tokias kaip didelės molekulės, ląstelių dalys ir net visos ląstelės. Yra įvairių endocitozės variantų, tačiau visoms būdinga bendra savybė: ląstelės plazminė membrana įsiskverbia ir sudaro kišenę aplink tikslinę dalelę. Kišenė susispaudžia, todėl dalelė patenka į naujai sukurtą vakuolę, kuri susidaro iš plazminės membranos.

Fagocitozė yra procesas, kurio metu ląstelė pasisavina dideles daleles, tokias kaip ląstelės. Pavyzdžiui, kai mikroorganizmai įsiskverbia į žmogaus organizmą, baltųjų kraujo kūnelių tipas, vadinamas neutrofilais, pašalina įsibrovėlį per šį procesą, apsupa ir praryja mikroorganizmą, kurį vėliau sunaikina neutrofilas (3 pav.).

Endocitozės atmaina vadinama pinocitoze. Tai pažodžiui reiškia „ląstelių gėrimas“ ir buvo pavadintas tuo metu, kai buvo daroma prielaida, kad ląstelė tikslingai ima tarpląstelinį skystį. Tiesą sakant, šis procesas iš ekstraląstelinio skysčio paima ląstelei reikalingų tirpių medžiagų (3 pav.).

3 pav. Pavaizduoti trys endocitozės variantai. a) Esant vienai endocitozės formai, fagocitozei, ląstelės membrana supa dalelę ir suspaudžiama, kad susidarytų tarpląstelinė vakuolė. b) Esant kito tipo endocitozei, pinocitozei, ląstelės membrana supa nedidelį skysčio tūrį ir susitraukia, sudarydama pūslelę. c) Esant receptorių sąlygojamai endocitozei, ląstelė paima medžiagas į vienos rūšies medžiagas, kurios jungiasi prie receptorių išorinėje ląstelės membranoje. (kreditas: Marianos Ruiz Villarreal darbo modifikacija)

Tiksliniam endocitozės variantui plazmos membranoje naudojami surišantys baltymai, kurie yra specifiniai tam tikroms medžiagoms (3 pav.). Dalelės jungiasi su baltymais, o plazmos membrana įsiskverbia, atnešdama medžiagą ir baltymus į ląstelę. Jei receptorių sukeltos endocitozės taikinio perėjimas per membraną yra neveiksmingas, jis nebus pašalintas iš audinių skysčių ar kraujo. Vietoj to, jis liks tuose skysčiuose ir padidės koncentracija. Kai kurias žmonių ligas sukelia receptorių sukeltos endocitozės sutrikimas. Pavyzdžiui, cholesterolio forma, vadinama mažo tankio lipoproteinu arba MTL (taip pat vadinama „bloguoju“ cholesteroliu), pašalinama iš kraujo receptorių sukeltos endocitozės būdu. Sergant žmogaus genetine liga, šeimine hipercholesterolemija, MTL receptoriai yra sugedę arba jų visai nėra. Šia liga sergančių žmonių kraujyje yra gyvybei pavojingo cholesterolio kiekio, nes jų ląstelės negali išvalyti cheminės medžiagos iš kraujo.

Veikimo koncepcija

Peržiūrėkite receptorių sukeltą endocitozę ir spustelėkite skirtingas dalis, kad sužinotumėte daugiau apie koncentruotą animaciją.


Šis gliukozės molekulės pakilimas galiausiai padidins gliukozės kiekį kraujyje iki normalaus diapazono. Šie du biologiniai mechanizmai – insulinas ir glikogenas.

Dėl padidėjusios kepenų gliukoneogenezės sunaudojamas turimas oksaloacetatas, dėl kurio kaupiasi acetilo CoA. Tuo pačiu metu padidėja riebalų beta oksidacija.

[10] 1 pav. Insulino sekrecija [3] Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta gliukozės stimuliuojama insulino sekrecija. Gliukozę pasisavina nešiklis.

Gliukozė, fruktozė ir galaktozė paprastai saugomos kepenyse ir raumenų ląstelėse glikogeno pavidalu. Kai kraujyje trūksta gliukozės.

Pirmasis yra proksimalinis vingiuotas kanalėlis, kur didžioji dalis vandens ir ištirpusių medžiagų (įskaitant gliukozę) iš kanalėlių skysčio (skysčiui pasišalinus).

Iš intersticio yra Anti-porter, kuris perkelia PAH į kanalėlį (juos išskiria) ir į intersticumą įleidžia kitą molekulę. Kitas mechanizmas.

* Išsiskyrimas – inkstai pašalina nepageidaujamas medžiagas iš organizmo kaip šlapimą. * Reabsorbcija – anksčiau filtruotos medžiagos (vanduo ir natris), reikalingos .

Medicininiame straipsnyje „Kas yra diabetas“ daktarė Ananya Mandal teigia, kad „1 tipo diabetas vadinamas nuo insulino priklausomu cukriniu diabetu (1 Mandal). Mandalas a.

Supaprastinta difuzija 13. Šiame transportavimo procese ATP hidrolizės energija naudojama medžiagoms per membraną nukreipti prieš jų o.

DIRBTINĖS KASOS PRIETAISAS Dirbtinės kasos prietaiso sistema – tai prietaisų sistema, kuri labai imituoja gliukozės reguliavimo funkciją.


Difuzija ir koncentracijos gradientai

Dalelių judėjimo kanalu kryptis taip pat priklauso nuo koncentracijos gradientų. Koncentracijos gradientas egzistuoja, kai koncentruotas tirpalas liečiasi su mažiau koncentruotu tirpalu. Kadangi tirpalai liečiasi, dalelės gali tekėti tarp dviejų tirpalų (arba tarp dviejų to paties tirpalo sričių) tokiu būdu difuzija. Difuzija yra terminas, naudojamas apibūdinti dviejų skirtingų medžiagų, kurios liečiasi, susimaišymą. Medžiagos gali būti dujos, skysčiai arba kietos medžiagos. Difuzija yra šių skirtingų dalelių migracija atsitiktiniu judesiu. Nors dalelės juda visomis kryptimis, yra grynasis srautas nuo labiau koncentruoto tirpalo iki mažiau koncentruoto tirpalo ("down the koncentracijos gradientas"). Mažėjant dalelių skaičiui labiau koncentruotame tirpale ir didėjant dalelių skaičiui mažiau koncentruotame tirpale mažėja koncentracijų skirtumas tarp dviejų tirpalų. Taigi sakoma, kad koncentracijos gradientas mažėja (1 filmas). Visai kitai esant vienodai, tirpalų koncentracijos kinta greičiau, kai jų koncentracijų skirtumas yra didesnis. Šis difuzijos procesas tęsiasi tol, kol abiejų tirpalų koncentracijos yra vienodos. Ši būsena vadinama dinamine pusiausvyra. Kai abu tirpalai yra dinaminėje pusiausvyroje, dalelės ir toliau juda tarp dviejų tirpalų, tačiau nėra grynojo srauto jokia viena kryptimi, t.y., koncentracijos nesikeičia.

6 pav

Šio paveikslo viršuje pateiktame grafike pavaizduotas koncentracijos pokyčių laikas, atsirandantis po to, kai tirpalas (A), kurio koncentracija yra 1,0 M tam tikros dalelės, kontaktuoja (per pusiau pralaidžią membraną) su kitu tirpalu, kurio koncentracija yra 0,0 M. dalelių koncentracija. The blue line represents the concentration of the particle in solution A, and the magenta line represents the concentration of the particle in solution B. Over time, the concentrations become equal and no longer change at this point, the solutions are said to be in dynamic equilibrium.

The schematic at the bottom shows the two solutions approximately 2 seconds after the solutions are placed in contact with one another.

To view a QuickTime movie showing the movement of the particles by diffusion between these two solutions, please click on the pink button below. Click the blue button below to download QuickTime 4.0 to view the movie.

In biological systems such as the kidney, the two solutions are often separated by a membrane. Protein channels in the membrane allow particles to cross the membrane, flowing "žemyn the concentration gradient" until equilibrium is reached. Sometimes these channels may be closed, so that particles will not travel across the membrane, even if there is a strong concentration gradient. (In effect, the two solutions are no longer in contact when the channels are closed.) In other cases, the proteins in the membranes act like "pumps," using energy to move particles "prieš the concentration gradient" (t.y., so the more concentrated solution becomes even more concentrated) examples are the light-driven proton pump that occurs in the photosynthetic thylakoid membrane discussed in the introduction to the Experiment, the proton pumps used in the synthesis of ATP, the body's energy currency (which you will encounter in the tutorial entitled "Energy for the Body: Oxidative Phosphorylation"), and the sodium pumps discussed below.

Questions on Diffusion and Concentration Gradients

  • Look at Figure 6, and the movie showing the diffusion of particles between two solutions, separated by a membrane.
  1. At what point is the rate of change in the concentrations of the two solutions greatest?
  2. Briefly, explain why the rate of concentration change is greatest at this point.
  • A solution of 0.10 M NaCl is separated from another solution of 0.10 M NaCl by a membrane that is permeable to Na + and Cl - ions.
  1. Does diffusion occur across the membrane? Briefly, explain your answer.
  2. Does the concentration of Na + or Cl - change in neither, either, or both of the two solutions? Briefly, explain your answer.

How does 'phosphorylation of glucose' maintain concentration gradient in membrane transport (facilitated diffusion)? – Biologija

Augimą ir dinamišką homeostazę palaiko nuolatinis molekulių judėjimas per membranas.

Passive transport does not require the input of metabolic energy the net movement of molecules is from high concentration to low concentration. Passive transport plays a primary role in the import of resources and the export of wastes. Membrane proteins play a role in facilitated diffusion of charged and polar molecules through a membrane. External environments can be hypotonic, hypertonic or isotonic to internal environments of cells. (examples - glucose transport, Na+/K+ transport)

Activity transport requires free energy to move molecules from regions of low concentration to regions of high concentration. Active transport is a process where free energy (often provided by ATP) is used by proteins embedded in the membrane to "move" molecules and/or ions across the membrane and to establish and maintain concentration gradients. Membrane proteins are necessary for active transport.

The processes of endocytosis and exocytosis move large molecules from the external environment to the internal environment and vice versa, respectively. In exocytosis, internal vesicles fuse with the plasma membrane to secrete large macromolecules out of the cell. In endocytosis, the cell takes in macromolecules and particulate matter by forming new vesicles derived from the plasma membrane.


Henlės kilpa

Mūsų redaktoriai peržiūrės tai, ką pateikėte, ir nuspręs, ar pataisyti straipsnį.

Henlės kilpa, long U-shaped portion of the tubule that conducts urine within each nephron of the kidney of reptiles, birds, and mammals. The principal function of the loop of Henle is in the recovery of water and sodium chloride from urine. Ši funkcija leidžia gaminti šlapimą, kuris yra daug labiau koncentruotas nei kraujas, o tai riboja vandens, reikalingo išgyvenimui, kiekį. Many species that live in arid environments such as deserts have highly efficient loops of Henle. Anatomically, the loop of Henle can be divided into three main segments: the thin descending limb, the thin ascending limb, and the thick ascending limb (sometimes also called the diluting segment).

The liquid entering the loop of Henle is the solution of salt, urea, and other substances passed along by the proximal convoluted tubule, from which most of the dissolved components needed by the body—particularly glucose, amino acids, and sodium bicarbonate—have been reabsorbed into the blood. The first segment of the loop, the thin descending limb, is permeable to water, and the liquid reaching the bend of the loop is much richer in salt and urea than the blood plasma is. As the liquid returns through the thin ascending limb, sodium chloride diffuses out of the tubule into the surrounding tissue, where its concentration is lower. In the third segment of the loop, the thick ascending limb, the tubule wall can, if necessary, effect further removal of salt, even against the concentration gradient, in an active-transport process requiring the expenditure of energy.

In a healthy person the reabsorption of salt from the urine exactly maintains the bodily requirement: during periods of low salt intake virtually none is allowed to escape in the urine, but in periods of high salt intake the excess is excreted.

Encyclopaedia Britannica redaktoriai Šį straipsnį paskutinį kartą peržiūrėjo ir atnaujino vyresnioji redaktorė Kara Rogers.


Secondary lysosomes digest extracellular material of which is engulfed into the cell by a process called endocytosis. A phagocytic vesicle is pinched off fro.

The electrically charged head of these layers face toward the water as the uncharged tails face each other. This makes it easier for small, neutrally-charged.

It transports cholesterol across the membrane. “These mechanisms involve enclosing the substances to be transported in their own small globes of membrane, wh.

If the solute concentration is greater in the solution on the inside of the cell, compared to the solute concentration of the solution that is outside the ce.

Cellular Respiration is a cycle that can be found in all living organisms. The significance of Cellular Respiration is that it creates energy by breaking dow.

Cellular Respiration takes place on the level of the cell, inside the mitochondria. This is the process of breaking down food in the presence of oxygen to fo.

The actual membrane is created up of phospholipids which naturally form a bilayer, these phospholipids have a head that are hydrophilic and two fatty acid ta.

Intrinsic proteins are known as carrier proteins, these help certain substances pass through the membrane, specifically the ones that cannot do it alone, for.

ATP hydrolysis powers cellular work since ATP hydrolysis leads to a change in a protein’s shape and its ability to bind to another molecule. When ATP is bond.

INTRODUCTION Trypsin is a proteolytic enzyme, important for the digestion of proteins. Enzymes are biological catalysts for metabolic process in cells. A cat.


Concentration gradient

Concentration Gradient Apibrėžimas
A koncentracijos gradientas occurs when a solute is more concentrated in one area than another.

The koncentracijos gradientas refers to the gradual change in the concentration of solutes present in a solution between two regions. In biology, a gradient results from an unequal distribution of ions across the cell membrane. When this happens, solutes move along a koncentracijos gradientas.

Concentration gradient and Electrical Potential
To understand how the flow of ions contribute to the RMP, the formation of a koncentracijos gradientas and electrical potential must first be understood.

. a difference in the concentration of a substance across a distance.
Covalent . A compound where atoms are shared.
Cytokinesis . The final stage of the cell cycle, in which the cell's cytoplasm divides, distributing the organelles into each of the two new cells.

s
Cells have a pretty sophisticated cell membrane, which acts as a barrier to the outside world. We've described this membrane as selectively permeable, meaning not just anything can get through it. The key to this phrase is that the cell membrane is selective, but not impermeable.

/GRADE-ee-ənt/ A condition in which the concentration of a solute varies continuously from one position to another within a solution.

The difference in concentration in two parts of a system.
concentricycloidea The class of echinoderms whose members are characterized by two concentric water-vascular rings encircling a disklike body no digestive system and internal brood pouches. Sea daisies.

s
The concentration of most molecules inside a cell is different than the concentration of molecules in the surrounding environment.

is the difference in the concentration of a substance between two regions.

itself represents potential energy and drives diffusion.

s of both ions are restored by the sodium-potassium pump. Sodium is pumped out of the cell while potassium is pumped in. The resting potential is restored and the neuron is ready to conduct another nerve impulse.
Summary: .

equilibrium particle movement
In Biology and in Science overall diffusion is one of the basic principles that once you get it, it is usable or applicable in a bunch of different places.

These molecules will move from where they are at a high concentration to where they are at a lower concentration. i.e. they diffuse down a

surface area across within diffusion occurs (larger)
thickness of surface (thinner)
difference in

(larger)
Fick's law = (surface area x difference in conc gradient) / thickness of surface .

Complementary Matching. Complementary bases are those that pair up in DNA and RNA, such as cytosine (C) with guanine (G).

The membrane proteins then grab one molecule and shift their position to bring the molecule into the cell. That's an easy situation of passive transport because the glucose is moving from higher to lower concentration. It's moving down a

Coordinate genes such as bicoid lay down the grand plan, so to speak, upon which the genes downstream will act. The pattern of the developing embryo arises as these downstream genes are activated or repressed.

The bcd protein is distributed in an exponential

with a maximum at the anterior tip, reaching background levels in the posterior third of the embryo. The gradient is probably generated by diffusion from the local mRNA source and dispersed degradation.
^ Carlson, Bruce M.

Morphogens are soluble molecules that can diffuse and carry signals that control cell differentiation via

s. Morphogens typically act through binding to specific protein receptors.

of ions, it can be called an electrochemical potential gradient of ions across membranes. Ionophores are important for ion gradients.

A kind of transport wherein ions or molecules move against a

, which means movement in the direction opposite that of diffusion - or - movement from an area of lower concentration to an area of higher concentration.

Some of these proteins can move materials across the membrane only when assisted by the

Simple diffusion can only move material in the direction of a

.
C.
Simple diffusion is not saturable facilitated diffusion rates are limited by the number of functional membrane proteins and can be saturated .

The energy equivalent of the proton (H+)

, and movement of bacterial flagella.
Visas žodynėlis.

Chemotaxis Directed movement of a motile cell up or down a

of a chemical resulting in movement towards or away from the chemical's source. Watch the video of Neutrophil Chemotaxis.
Chloroplast The chlorophyll-containing organelle in green plant cells where photosynthesis occurs.

of charged protons on one side of a membrane is a great store of potential energy and is referred to as the proton motive force.

Concept 3: Movement of Molecules in Solution
Closer Look:

Concept 4: Movement of Molecules and Cells
Concept 5: Types of Solutions Based on Solute Concentration
Concept 6: Water Potential
Concept 7: Calculating Water Potential
Concept 8: Factors that Affect Water Potential .

The sole job of pump proteins is to move molecules from one side of a cell's membrane to another, against their

s. There are different kinds of pumps, each of which moves specific ions, such as sodium (Na+), potassium (K+), or protons (H+). A calcium (Ca++) pump is shown below.

A transport mechanism that moves compounds or ions down a

, and requires no energy also known as accelerated diffusion or mediated transport. (see also active transport passive diffusion)
Return to Search Page .

The majority of biological solutes are charged organic or inorganic molecules and hydrophobic cellular membranes establish

s through the use of transporters.

Active Transport the movement of substances from where they are less concentrated to where they are more concentrated (against a

)
Adaptation any feature of the structure or physiology of an organism that makes it well suited to its environment.

passive transport (facilitated diffusion) - movement of a molecule across a membrane down its

peripheral membrane proteins-proteins that can be released from the membrane .

Hydrogen Ion Pump [H+] - a membrane bound protein that transports hydrogen ions against
a

and creates a positive charge on one side of a membrane .

energy-expanding process in which cells transport materials across the cell membrane against a

Energy in the form of ATP is required when the cell is pumping molecules in or out against the

. This is called active transport. A dialysis machine which is used for people with kidney failure cannot differentiate between the useful and toxic molecules in the blood filtrate.

Through a series of winding, crazy-straw-like tubules and confusing

s, our bodies-via the kidneys-excrete just enough water and dissolved nutrients to make sure we can function properly.

Many nutrients move through the soil and into the root system as a result of

s, moving by diffusion from high to low concentrations. However, some nutrients are selectively absorbed by the root membranes, enabling concentrations to become higher inside the plant than in the soil.

Homeostasis : The ability of an organism to maintain a constant internal environment.
Ectotherms : Gain/Lose heat from or to their external environment.
Endotherms : Generate their own heat from metabolic reactions.
Active transport : Energy is used to move molecules against a