Що таке клітинний транспорт?

Клітинний транспорт – це біологічний процес, через який речовини проникають у клітини і виходять з них, перетинаючи мембрану або “зовнішню стінку” в процесі. Це відбувається майже у всіх організмах і є важливою складовою здоров’я клітин, це дозволяє живим речовинам входити і витрачати, щоб вийти, з одного боку, а також дозволяє регулювати речі, як рівні рідини та загальну температуру. Взагалі існує два види транспорту, а саме пасивне та активне. Існують деякі важливі хімічні відмінності між двома, але на дуже базовому рівні пасивний транспорт не потребує випуску енергії, тоді як активний транспорт вимагає витрати енергії на певному рівні. Перетин мембрани – це, як правило, щось, що відбувається легко, і, як правило, вимагає координації декількох різних елементів. Мембрана – це те, що захищає та захищає клітину, а транспортування – це унікальний процес, який дозволяє коротко проникнути в цю іншу товсту межу.

Пасивний транспорт не вимагає енергії з клітини, але, скоріше за все, використовує різні тиски і концентрації рідини ззовні, щоб викликати проникнення та випуск всередині. У більшості випадків внутрішня клітина має низьку концентрацію певної молекули, тоді як зовнішнє середовище має високу концентрацію того ж компоненту. Транспортування відбувається для збалансування концентрації всередині та зовні, щоб досягти рівноваги. Існує два основних способи, через які може відбуватися такий вид транспорту: проста дифузія або полегшена дифузія.

При простій дифузії окремі молекули рухаються вниз, що називається градієнтом концентрації в мембранній стінці від високої до низької. Градієнт концентрації працює, щоб зберегти баланс клітини, коли внутрішні рівні речей, як рідина та інші поживні речовини, відрізняються від складу зовнішнього середовища. Коли умови знаходяться на протилежних кінцях спектра на зовнішній стороні, а на внутрішній стороні, градієнт мембрани, як правило, стає більш пористим, і малі молекули часто можуть пропускати і виходити без особливих зусиль, щоб відновити баланс. Осмос є типом простої дифузії, який конкретно описує, як молекули води проходять через клітинні мембрани в цих умовах, і кисень також може входити таким чином. Деякі віруси теж можуть бути, що означає, що це не завжди позитивно.

З іншого боку, полегшена дифузія використовує білок всередині клітинної мембрани для переносу молекул у клітку. Глюкоза є одним типом молекули, що вимагає, щоб мембранний білок проходив через клітинну мембрану. Цей процес все ще вважається пасивним, оскільки воно насправді не вимагає справжнього випуску енергії, проте білкова молекула виступає в ролі перевірки, щоб транспорт не був таким вільним, як у простому дифузії. Іншими словами, клітина дійсно не повинна працювати, але вона все ще має деякий контроль.

Транспортування, яке є “активним”, відрізняється тим, що він вимагає енергії певних мембранних білків, щоб перейти через градієнт концентрації та входити або виходити з клітини. Це вимагає більше від клітини, і зазвичай це коштує щось з точки зору витрат енергії та поживних речовин.

Прикладом активного транспорту є натрієво-калієвий насос в нервових клітинах. Як правило, концентрація натрію низька в клітці та висока за межами клітини, тоді як концентрація калію, як правило, висока всередині клітини і низька за межами клітини. Коли спрацьовує нервовий імпульс, натрій і калій проходять через клітинну мембрану вздовж градієнта концентрації. Щоб повернути градієнт концентрації до свого початкового стану, мембранний білок повинен постійно накапувати натрію з клітини і вивести калій у клітку. Для цього потрібна енергія з клітини.

Інші типи клітинних перевезень, що потребують енергії, включають везикули. Везикули – це невеликі мішечки, які виробляються з апарату Гольджі клітини. Вони збирають відходи, які вони викидають із клітини, сплавляючи їх з клітинною мембраною, хоча їх можна також використовувати для збору молекул, які знаходяться за межами клітини. У процесі, який називається ендоцитозом, клітинна мембрана оточує молекулу і вводить її в пухирці, яка відділяється від мембрани і надходить у клітку. Після цього вміст пухирця перетравлюється і виділяється в клітку.