İçerik
- Gradyan ve Konsantrasyon Tanımı (Biyoloji)
- Hücre Zarı
- Pasif difüzyon
- İyon Kanalı Alıcıları
- Taşıyıcı Proteinler
Bir hücrenin gerçekleştirmesi gereken birçok görevi vardır. En önemli fonksiyonlarından biri hücre içerisinde sağlıklı bir ortam sağlamaktır. Bu, iyonlar, çözünmüş gazlar ve biyokimyasallar gibi çeşitli moleküllerin hücre içi konsantrasyonlarını kontrol etmeyi gerektirir.
Bir konsantrasyon gradyanı, bir maddenin bir bölgedeki konsantrasyonundaki bir farktır. Mikrobiyolojide hücre zarı konsantrasyon gradyanları oluşturur.
Gradyan ve Konsantrasyon Tanımı (Biyoloji)
Konsantrasyon gradyanlarının mikrobiyolojide nasıl çalıştığını anlamadan önce, gradyanı ve konsantrasyon tanımını (biyoloji) anlamamız gerekir.
A "konsantrasyon"genellikle bir çözelti içinde bulunan bir malzemenin miktarını (genellikle bir çözünen olarak adlandırılır) belirtir. Bu nedenle, örneğin, bir hücrenin sitozolunda belirli bir miktarda şekeriniz varsa, şeker çözünen ve sitozol olacaktır. (şekerin olduğu yer), birlikte yaptıkları çözeltide "çözücü" olarak adlandırılırlar: Şekerin konsantrasyonu, o hücrenin sitozolunda bulunan şeker miktarı anlamına gelir.
A "konsantrasyon gradyanı"basitçe iki farklı yerdeki konsantrasyonlarda bir fark olduğu anlamına gelir. Örneğin, bir hücre içinde ve hücre dışında çok az sayıda şeker molekülüne sahip olabilirsiniz. Bu bir konsantrasyon gradyanı örneği olacaktır.
Bir konsantrasyon gradyanı oluştuğunda, moleküller gradyanı azaltmak veya kurtulmak için yüksek konsantrasyonlu alanlardan düşük konsantrasyonlu bölgelere akmak ister. Ancak, bazen gradyanlar hücrelerin yapısı / fonksiyonu için gereklidir. Şeker örneğine devam ederek, hücre, şekeri hücreden dışarı akmasına izin vermek yerine, hücrede kullanılmak üzere saklamak ister.
Hücre Zarı
Bir hücre zarı, bir fosfat başı ve iki lipit kuyruğu içeren moleküller olan çift tabakalı fosfolipidlerden oluşur. Buna fosfolipit çift tabakası denir. Başlar, zarın iç ve dış sınırları boyunca hizalanarken, kuyruklar arasındaki boşluğu doldurur.
Hücre zarı seçici geçirgenliğe sahiptir - kuyruklar, büyük veya yüklü moleküllerin hücre zarı boyunca yayılmasını önlerken, küçük ve yağda çözünen moleküller de kayabilir. Seçici geçirgenlik, gerekli küçük ve yağda çözünen moleküllerin enerji kullanmadan dağılmasını sağlamaya devam ederken özel transmembran proteinlerinin aşılmasını gerektiren zar boyunca konsantrasyon gradyanları oluşturabilir.
Pasif difüzyon
Küçük, kutupsal olmayan moleküller, molekülün konsantrasyon gradyanına dayanarak bir hücre zarı boyunca yayılabilir. Polar olmayan bir molekül, boyunca nispeten düzgün ve nötr bir elektrik yüküne sahiptir.
Örneğin, oksijen polar değildir ve bir hücre zarı boyunca serbestçe yayılır. Kan hücreleri, oksijen moleküllerini hücreleri çevreleyen alanlara taşıyarak göreceli olarak yüksek konsantrasyonlarda O oluşturur.2. Bir hücre sürekli olarak oksijeni metabolize eder ve hücrenin içi ve dışı arasında bir konsantrasyon gradyanı oluşturur. Ö2 bu gradyan nedeniyle membrandan yayılır.
Su ve karbondioksit kutupsal olsa da, yardımsız hücre zarı boyunca yayılacak kadar küçüktür.
İyon Kanalı Alıcıları
Bir iyon, farklı sayıda proton ve elektron içeren bir atom veya moleküldür - elektrik yükü taşır. Sodyum, potasyum ve kalsiyum içerenler de dahil olmak üzere bazı iyonlar bir hücrenin normal çalışması için önemlidir. Lipitler iyonları reddederler, ancak hücre zarı adı verilen proteinlerle doludur iyon kanalı reseptörleri Bu hücre içindeki iyon konsantrasyonlarını kontrol etmeye yardımcı olur.
Sodyum-potasyum pompası, konsantrasyon gradyanının üstesinden gelmek için hücrenin enerji molekülünü, adenozin trifosfatı (ATP) kullanır ve sodyumun hücre ve potasyumdan hücre içine hareketine izin verir. Diğer pompalar, iyonları membran boyunca taşımak için ATP yerine elektrodinamik kuvvetlere dayanır.
Taşıyıcı Proteinler
Büyük moleküller hücre zarındaki lipidler aracılığıyla yayılamaz. Membran içindeki taşıyıcı proteinler, feribot hizmetini ya kullanarak aktif taşımacılık veya Kolaylaştırılmış difüzyon.
Aktif taşımacılık Büyük molekülü konsantrasyon gradyanına karşı hareket ettirmek için hücrenin ATP kullanmasını gerektirir. Aktif taşıma proteinleri içindeki reseptörler, belirli bir yolcuya bağlanır ve ATP, proteinin yolcunun membran boyunca yer değiştirmesine izin verir.
Kolaylaştırılmış difüzyon hücreden biyokimyasal enerjiye ihtiyaç duymaz. Kolaylaştırılmış difüzyon kullanan taşıyıcılar, konsantrasyon ve elektrik gradyanlarına bağlı olarak açılıp kapanan kapı bekçileri olarak işlev görür.