이 멤브레인을 가로 지르는 움직임은 일반적으로 활성 수송 방법으로 분류되는 여러 가지 다른 형태를 취할 수 있습니다 및 수동 운송 . 수동 수송은 고농도의 영역에서 저농도로 농도 구배를“다운”하는 분자를 포함합니다. 그러나 활성 수송은 분자가 농도 구배를 "위로"움직일 때입니다. 이것은 달성하기가 더 어렵 기 때문에이 조치를 수행하는 데 에너지가 필요합니다. 그 에너지는 ATP의 형태로 온다.
최신 연구에 따르면 우리 몸은 수십억이 아닌 수십억의 세포로 구성되어 있습니다. 더욱 믿을 수 없을 정도로, 주어진 시간에 200 개 이상의 다른 유형의 세포가 신체에서 작동합니다. 각 세포는 특정한 목적을 달성하며, 복잡한 작업을 실행하고 생존을 보장하기 위해 자체 유전 적 방향과 인프라 세트를 갖고 자율적으로 행동 할 수 있습니다.
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우리가 인간을 전체적으로 볼 때, 우리는 종종 우리가 엄청나게 작은 부분으로 구성된 놀라운 기계라는 것을 잊어 버리지 만, 전체를 이해하려면 더 깊게 보는 것이 중요합니다. 이를 염두에두고 단일 세포에 접근한다면 가장 먼저 겪는 것은 혈장 막입니다. 이 멤브레인을 통한 움직임 및 수동 운송 . 이 두 가지 형태의 운송이 없으면, 우리가 존재하는 것처럼, 우리가 알 수 있듯이 세포 기능은 우리의 존재와 마찬가지로 불가능할 것입니다!
이 두 형태의 운송의 복잡성을 파헤 치기 전에 혈장 막 자체를 간단히 살펴 보겠습니다.
혈장 막 란 무엇입니까?
세포가 작은 도시와 비교되면, 혈장 막은 그것을 둘러싸고있는 벽으로, 내부 (세포질 및 소기관)가 외부 (세포 외 체액)와 분리되어 있고 벽을 통한 모든 통과가 밀접하게 제어되도록합니다.
.혈장 막 자체는 지질 이중층 - 2 층의 지질로 구성된 고도로 극성 막입니다. 이 두 개의 인산 지질 층은 소수성 꼬리가 안쪽으로 가리키고 있으며, 친수성 머리가 바깥쪽으로 향하여 특수한 상황에서만 통과 할 수있는 장벽을 만듭니다. 따라서 이러한 막은 선택적으로 투과성으로 알려져 있습니다. 막은 전적으로 그러한 인지질로 구성된 것은 아닙니다. 단백질 복합체 및 콜레스테롤과 같은 다른 형태의 지질과 같은 더 큰 구조가 있습니다.
(사진 크레딧 :OpenStax/Wikimedia Commons)
이 장벽은 세포가 새로운 영양소가 지속적으로 필요하고 폐기물에서 효소 및 신경 전달 물질에 이르기까지 끊임없이 물건을 수출하고 있기 때문에 매우 중요한 목적을 제공합니다. 도시로서의 세포의 비유를 계속하기 위해, 성문에 들어가서 떠나는 물질의 흐름이 영구적으로 흐르고, 세포의 경우, 이것은 물, 이온, 아미노산, 설탕 및 기타 분자/제품입니다. 일부 물체는 작고 무해하며 인정하기 쉽지만 다른 물체는 셀에 들어가거나 떠나기 전에 더 많은 노력이나주의가 필요합니다. 이것은 분자 운동 방법이 작용하는 곳입니다.
수동적 운송이란 무엇입니까?
세포막을 가로 지르는 두 가지 유형의 움직임 중 수동적 수송이 확실히 쉬운 옵션입니다. 높은 농도의 영역에서 농도가 낮은 영역으로 분자의 움직임을 설명하는 확산 과정을 이용하면, 수동적 수송은 자원의 직접적인 소비가 아니라 세포로부터의 에너지 적 입력을 필요로하지 않습니다. 막은 여전히 필터로 작용할 수 있고, 일부 분자의 입구를 느리게하거나, 통과에 더 저항력이 있다는 의미에서, 운동에 일부 역할을한다. 그러나 막은 움직임의 방향을 제어하지 않을 것이다. 그것은 셀 내외에서 존재하는 그라디언트에 의존합니다.
세포막에서 발생하는 세 가지 주요 유형의 수동적 수송이 있습니다 :간단한 확산, 촉진 확산 및 삼투압.
간단한 확산
가장 간단한 수준에서, 산소와 이산화탄소는 세포막을 가로 질러 지속적으로 교환되어야하며, 원형질막을 따라 어느 시점에서나 그렇게 할 수 있습니다. 막 통과 속도는 지질 용해도, 분자의 크기 및 구조 및 세포질 및 세포 외 유체 사이의 분자의 농도 구배와 같은 다수의 인자에 의존한다. 언급 한 바와 같이,이 과정은 소비되거나 지출되는 에너지에 의존하지 않습니다.
(밈 - 열린 문을 산책하는 사람 -“놀랍게도 쉬웠습니다”)
촉진 확산
단순한 확산 과정과 달리, 촉진 된 확산은 세포에서 진입하거나 출구를 얻기 위해 단백질 채널을 통과 해야하는 더 큰 분자를위한 것이다. 어떤 경우에는, 이러한 분자가 단백질 채널을 통과하기 위해서는 캐리어 단백질의 도움이 필요하다. 아미노산, 설탕 및 키 이온 (칼륨, 나트륨 등)의 경우, 상기 한 바와 같이 가스와 같은 가스를 통해 확산 될 수 없기 때문에 채널이 필요합니다. 이들 단백질 채널은 종종 특정 형태 및 아미노산 조성을 갖는데, 이는 특정 분자만이 특정 채널을 통과 할 수있다. 캐리어 단백질이 필요할 때, 외부 또는 내부 분자에 부착하면 캐리어 단백질의 구조적 특성을 변화시켜 막을 다른쪽으로 통과시키고 부착 된 분자를 방출 할 수있다. 일부 캐리어 단백질은 에너지가 필요하지 않지만 다른 캐리어 단백질은 일부 ATP 소비 (활성 수송 형태)를 요구합니다.
삼투증
위에서 설명한 "단순 확산"과 유사하게, 세포 밖으로의 물의 움직임은 삼투증으로 알려져 있습니다. 이 운동은 평형을 유지하기 위해 고농도에서 저농도까지입니다. 이 물의 움직임은 에너지 소비가 필요하지 않습니다.
활성 운송이란 무엇입니까?
수동 수송은 막을 가로 질러 분자를 이동시키는 간단한 옵션이지만, 활성 수송은 세포 기능 및 생존에 필수적이지 않다. 이제, 위에서 설명한 바와 같이, 수동적 수송은 고농도의 영역에서 저농도까지 농도 구배를 "다운"하는 것을 포함한다. 그러나 활성 수송은 분자가 농도 구배를 "위로"움직일 때입니다. 이것은 달성하기가 더 어렵 기 때문에이 조치를 수행하는 데 에너지가 필요합니다. 그 에너지는 ATP의 형태로 온다.
수동 수송과 유사하게, 세포 내 이입, 엑소 사이토 시스 및 막 펌프의 세 가지 주요 형태의 활성 수송이있다. 우리는 아래에서 각각을 조금 더 자세히 살펴볼 것입니다.
세포 내 이입
이것은 사물을 물리적으로 세포로 가져올 수있는 소포 운동의 한 형태입니다. 간단히 말해서, 입을 열고 외부 환경의 꿀벌을 섭취하는 세포를 상상해보십시오. 그 꿀벌은 단순히 체액 (피노 사이토 시스 -“세포 음주”), 심지어 분자 또는 다른 세포 (식균증 -“세포 식사”)로 구성되어 있는지 여부를 상상해보십시오. 간단히 말해서, 인지질 이중층의 한 층은 원하는 물질 또는 분자 주위에 꼬집어 결국 소포를 형성한다. 그런 다음 이중층의 후반부를 통과하여 필요에 따라 세포 전체에 이동할 수 있습니다.
엑소 사이토 시스
이것은 사물을 세포에서 물리적으로 밀거나 제거 할 수있는 소포 운동의 한 형태입니다. 소포가 세포 내부에서 형성 될 때, 그것은 원형질 막과 유사한 물질, 즉 인지질이 제조된다. 소포 및 그 함량은 원형질막으로 이동하여 이와 결합 할 수 있고, 인지질은 재 배열 될 수 있으며, 내용물은 본질적으로 세포 외 유체로 "덤프"될 수 있으며, 소포는 단순히 막의 일부를 형성 할 수있다. 위에서 설명한 세포 내 이입과 마찬가지로,이 작용은 종종 농도 구배에 반대하기 때문에 ATP 소비가 필요합니다.
멤브레인 펌프
이전에 촉진 된 수송에 대해 논의했을 때, 우리는 캐리어 단백질을 언급했습니다. 그 이전의 예에서, 분자는 농도 구배를“아래로”움직 였지만, 활성 수송의 경우 세포는 농도 구배를 고르지 않도록 적극적으로 작용해야한다; 경우에 따라 특정 기능에 바람직합니다. 내부에 더 높은 수준의 칼륨이 있고 외부의 더 높은 수준의 나트륨을 갖는 것이 이러한 불균형의 훌륭한 예입니다. 이 구배에 대해 분자를 이동시키기 위해, ATP는 선택한 분자가 더 높은 농도의 영역으로 이동할 수 있도록 담체 단백질의 형태를 변화시키는 데 사용됩니다.
최종 단어
언뜻보기에, 혈장 막은 세포의 보호 쉘처럼 보일 수 있지만, 역동적이고 영구적으로 활동적인 일련의 게이트와 통로이므로, 중요한 분자의 세포 내 및 외부의 부드럽고 효율적인 움직임을 가능하게한다. 그러한 움직임의 이유와 그러한 움직임이 취하는 다양한 형태를 이해하면 세포 대사에 대한 더 나은 감각과 삶의 소우주와 거대에 대한 더 큰 존중을 제공합니다!
