Οι λειτουργίες της ζωής των οργανισμών. Η λειτουργία της κυτταρικής μεμβράνης

 

Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια του 1ου Γυμνασίου Δάφνης

 

 

υπό κατασκευή

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΙΚΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ

¨οπως όλες οι βιολογικές μεμβράνες (πυρηνική, ενδοπλασματικές, μιτοχονδριακές κ.λ.π. το ίδιο και η κυτταροπλασματική μεμβράνη επιτελεί έναν τριπλό ρόλο: 

α. Συντελεί στην οριοθέτηση της περιοχής του κυττάρου από τον περιβάλλοντα χώρο,

 β. τον έλεγχο και την ρύθμιση των ουσιών που εισέρχονται και εξέρχονται στο κύτταρο, (επιλεκτική μεταφορά)

γ. την δημιουργία ηλεκτροχημικού δυναμικού μεταξύ της εσωτερικής και εξωτερικής πλευράς της μεμβράνης και την παραγωγή έργου με την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων δια μέσου αυτής

 

Η ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΟΥΣΙΩΝ ΔΙΑ ΜΕΣΟΥ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

Διακρίνουμε την παθητική μεταφορά που γίνεται χωρίς κατανάλωση ενέργειας και την ενεργητική μεταφορά που χρειάζεται ενέργεια για να πραγματοποιηθεί

 

Η παθητική μεταφορά δια μέσου της κυτταρικής μεμβράνης συμβαίνει λόγω διάχυσης και κινητήριος αιτία είναι η διαφορά συγκεντρώσεων κάποιας ουσίας στις δύο πλευρές της μεμβράνης

Κι εδώ διακρίνουμε περιπτώσεις ως εξής:

1. Τα μόρια που διαπερνούν αυθόρμητα την μεμβράνη διότι είτε περνούν εύκολα επειδή  είναι πολύ μικρά (CO2, O2,  ) ή είναι λιποδιαλυτά και διαλύονται στην διπλοστοιβάδ των λιπιδίων στο εσωτερικό της μεμβράνης και συνεχίζουν την κίνησή τους.

2. Τα μόρια που δεν είναι είναι τόσο μικρά (όπως το νερό), ούτε διαλυτά στα λιπίδια (ιόντα Καλίου, Νατρίου περνούν μέσα από πόρους που δημιουργούνται στην επιφάνεια της μεμβράνης από τις διαμεμβρανιακές πρωτεϊνες

Διαφορά μεταξύ της απλής διάχυσης και της διευκόλυνσης της διάχυσης -  Διαφορά Μεταξύ - 2022


3. Για μεγαλύτερα μόρια (όπως τα σάκχαρα) που δεν είναι λιποδιαλυτά, κι εφόσον βέβαια υπάρχει κλίση στις συγκεντρώσεις από τις δύο πλευρές της μεμβράνης ισχύει η διευκολυνόμενη διάχυση

Για να μετακινηθεί η ουσία αυτή συνδέεται με έναν φορέα λιποδιαλυτό (π.χ. χοληστερόλη, μεταφορικές πρωτεϊνες) και μέ αυτόν τοον τρόπο διαπερνά την μεμβράνη

4. Η διαφορά στις συγκεντρώσεις ουσιών δια μέσου της μεμβράνης, εξισορροπείται με την διέλευση νερού δια μέσου της μεμβράνης .Ώσμωση

 

Η ενεργητική μεταφορά ουσιών δια μέσου της μεμβράνης γίνεται παρά το ότι οι συγκεντρώσεις από τις δύο πλευρές της μεμβράνης δεν δικαιολογούν κάτι τέτοιο λόγω διάχυσης. Αυτό όμως είναι απαραίτητο να συμβαίνει σε πολλές περιπτώσεις, για να συνεχίσει να λειτουργεί η ζωή που απαιτεί να υπάρχουν υψηλές συγκεντρώσεις στο εσωτερικό των κυττάρων για να επιτελούνται πολλές από τις λειτουργίες του.

Αυτό βέβαια απαιτεί κατανάλωση ενέργειας η οποία συνήθως προσφέρεται με την υδρόλυση ενός μορίου ΑΤΡ ή την αναγωγική ενέργεια συνενζύμων NAD, NADP, FAD . Χαρακτηριστικό παράδειγμα η μεταφορά Η+ στην αναπνευστική αλυσίδα 

Στην ενεργητική μεταφορά ουσιών εντάσσονται επίσης και 

Η ενεργός μεταφορά μέσω συστήματος φωσφοενοπυροσταφυλικού

Η ενεργός μεταφορά μέσω δεσμευτικών πρωτεϊνών

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΕ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΩΣΗ ΚΑΙ ΕΝΔΟΚΥΤΤΑΡΩΣΗΕνδοκυττάρωση - Wikiwand

Όταν όμως πρόκειται για μεγαλομοριακές ουσίες, (πρωτεϊνες, πολυσακχαρίτες, νουκλεοτίδια ή και μικροοργανισμοί) η μεταφορά γίνεται με την διαδικασία της ενδοκυττάρωσης και της εξωκυττάρωσης, κατα τις οποίες δημιουργούνται κυστίδια που περιέχουν την ουσία τα οποία εξερχόμενα, φτάνουν στην μεμβράνη που ανοίγει και  "αδειάζει" έξω το περιεχόμενό τους,  και μετά η μεμβράνη των κυστιδίων αυτών ενσωματώνωνται στην κυτταρική  μεμβράνη στην συνέχεια

ενώ για να εισαχθεί μια μεγαλομοριακή ουσία στο κύτταρη κυτταρική μεμβράνη την εγκολπώνεται, στην συνέχεια το τμήμα αυτό αποκόβεται σαν κυστίδιο και προχωρά στο εσωτερικό. Τα άκρα της μεμβράνης που αποκόπηκε το κυστίδιο ενώνονται.

 

ακατέργαστο

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ΠΗΓΕΣ

Εργαστήριο Φυσιολογίας I: Εαρινό Εξάμηνο 2009-2010 Συμπληρωματικά Φυλλάδια Διδασκαλίας Παύλου Ρήγα (Εργαστηριακός Συνεργάτης

ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ

Διαφορά μεταξύ της απλής διάχυσης και της διευκόλυνσης της διάχυσης - Διαφορά Μεταξύ - 2022 (strephonsays.com)

ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ Ενότητα β΄ Οργάνωση και δομή του Μικροβιακού Κυττάρου

Ενδοκυττάρωση - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)