De semi-permeable membraner, Også kalt "selektivt permeabelt", de er membraner som tillater passering av noen stoffer, men forhindrer passering av andre gjennom dem. Disse membranene kan være naturlige eller syntetiske.
Naturlige membraner er membranene til alle levende celler, mens syntetiske membraner, som kan være av naturlig opprinnelse (cellulose) eller ikke, er de som syntetiseres for forskjellige bruksområder..
Et eksempel på nytten av kunstige eller syntetiske semipermeable membraner er de som brukes til nyredialysemaskiner, eller de som brukes til å filtrere blandinger i industrien eller i forskjellige kjemiske prosesser..
Passasjen av stoffer gjennom en semipermeabel membran skjer ved forskjellige mekanismer. I celle- og syntetiske membraner kan dette skje ved diffusjon gjennom porer med forskjellige diametre, som "velger" etter størrelse stoffene som krysser membranen. Det kan også skje at stoffer kommer inn ved diffusjon som løser seg opp i membranen.
I levende celler kan passasjen av stoffer gjennom membranene skje gjennom transportører som virker for eller mot stoffets konsentrasjonsgradienter. En gradient, i dette tilfellet, er forskjellen i konsentrasjon for et stoff på begge sider av en membran..
Alle celler på jorden har membraner, disse beskytter og skiller sine indre komponenter fra det ytre miljøet. Uten membraner er det ingen celler og uten celler er det ikke noe liv.
Siden disse membranene er det vanligste eksemplet på semipermeable membraner, vil det bli lagt særlig vekt på disse i det følgende..
Artikkelindeks
De første studiene for å belyse komponentene i biologiske membraner ble gjort ved hjelp av røde blodlegemer. I disse studiene ble det påvist tilstedeværelsen av et dobbelt lag som dannet membranene, og deretter ble det oppdaget at komponentene i disse lagene var lipider og proteiner.
Alle biologiske membraner består av en dobbel lipidmatrise som har forskjellige typer proteiner "innebygd".
Lipidmatrisen til cellemembraner består av mettede og umettede fettsyrer; sistnevnte gir membranen en viss flyt.
Lipider er ordnet på en slik måte at de danner et dobbeltlag der hvert lipid, som har et hydrofilt hode (som har en affinitet for vann) og en eller to hydrofobe haler (vannfobi, frastøter vann), har hydrokarbonhaler. Vender mot hver annet i sentrum av strukturen.
Fosfolipider er de vanligste lipidene som utgjør biologiske membraner. Disse inkluderer fosfatidylkolin, fosfatidylinositol, fosfatidyletanolamin og fosfatidylserin..
Blant membranlipidene er det også kolesterol og glykolipider, alle med amfipatiske egenskaper.
Semipermeable membranproteiner er av flere typer (noen av disse kan ha enzymatisk aktivitet):
(1) de som danner ionekanaler eller porer
(2) transportørproteiner
(3) proteiner som binder en celleområde til en annen og lar vev dannes
(4) reseptorproteiner som binder seg til intracellulære kaskader og
I en semipermeabel biologisk membran kan transport foregå ved enkel diffusjon, forenklet diffusjon, cotransport, aktiv transport og sekundær aktiv transport..
I denne typen transport er energien som beveger stoffer gjennom membranen forskjellen i konsentrasjon som eksisterer for disse stoffene på begge sider av membranen..
Dermed passerer stoffer i en mer → mindre forstand, det vil si fra stedet der de er mer konsentrerte til stedet der de er mindre konsentrerte..
Diffusjon kan oppstå fordi stoffet blir fortynnet i membranen eller passerer gjennom porene eller kanalene. Porene eller kanalene er av to typer: de som alltid er åpne og de som åpnes og lukkes, det vil si de er midlertidig åpne..
Porene som er midlertidig åpne i sin tur kan være (1) spenningsavhengige, det vil si at de åpner som respons på en viss spenning og (2) ligandavhengig, som må binde seg til noe spesifikt kjemikalie for å åpne.
I dette tilfellet flytter en transportør stoffet som skal transporteres fra den ene siden av membranen til den andre. Disse transportørene er membranproteiner som kan være permanent på membranen eller i vesikler som smelter til den når det er nødvendig..
Disse transportørene arbeider også for konsentrasjonsgradientene til stoffene som transporteres.
Disse transporttypene krever ikke energiforbruk og kalles derfor passiv transport, siden de skjer til fordel for en konsentrasjonsgradient..
En annen type passiv transport gjennom semipermeable membraner kalles cotransport. I dette tilfellet brukes konsentrasjonsgradienten til et stoff for samtidig transport av et annet mot gradienten..
Denne typen transport kan være på to måter: symport, hvor de to stoffene transporteres i samme retning, og antisport, der det ene stoffet transporteres i en retning og det andre i motsatt retning..
Disse krever energi, og de som er kjent bruker ATP, og det er derfor de kalles ATPaser. Disse transportørene med enzymatisk aktivitet hydrolyserer ATP for å oppnå den energien som kreves for bevegelse av stoffer mot deres konsentrasjonsgradient..
Tre typer ATPaser er kjent:
Na + / K + pumper og kalsiumpumper (kalsium ATPaser). Disse har en struktur dannet av en α og en ß underenhet innebygd i membranen..
ATPases V og ATPases F, som har en karakteristisk stilkform sammensatt av flere underenheter og et hode som roterer rundt stammen underenhetene.
ATPases V tjener til å pumpe hydrogenioner mot en konsentrasjonsgradient, i magen og i lysosomer, for eksempel. I noen vesikler, for eksempel dopaminerge, er det hydrogenbomber av denne typen som pumper H + inn i vesiklene..
F ATPases utnytter H + -gradienten slik at de beveger seg gjennom strukturen og tar ADP og P og danner ATP, det vil si i stedet for å hydrolysere ATP, syntetiserer de den. Disse finnes i mitokondriene.
Det er den transporten som, ved å bruke den elektrokjemiske gradienten som genereres av en ATPase, drar et annet stoff mot gradienten. Det vil si at transporten av det andre stoffet mot dets konsentrasjonsgradient ikke er direkte koblet til bruken av ATP av transportmolekylet..
I levende celler gjør tilstedeværelsen av semipermeable membraner det mulig å opprettholde konsentrasjoner av stoffer i dem som er helt forskjellige fra konsentrasjonene av de samme stoffene i det ekstracellulære miljøet..
Til tross for disse konsentrasjonsforskjellene og eksistensen av åpne kanaler eller porer for visse stoffer, slipper ikke disse molekylene eller kommer inn, med mindre visse forhold er nødvendige eller endres..
Årsaken til dette fenomenet er at det er en elektrokjemisk likevekt som fører til at forskjellene i konsentrasjon over membranene kompenseres av den elektriske gradienten som genereres av de diffunderbare ionene, og dette skjer fordi noen stoffer ikke kan komme ut inne i cellene..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.