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일부 분자는 생물학적 막을 가로 질러 평형 상태에 있지만 양쪽에서 동일한 농도가 아닌 방법은 무엇입니까?

이것은 평형의 명백한 모순에도 불구하고 생물학적 막이 어떻게 그라디언트를 유지하는지의 중심에 도달하는 위대한 질문입니다. 핵심은이 맥락에서 평형이 동일한 농도가 아닌 동적 운동 균형을 의미한다는 것을 이해하는 데 있습니다.

다음은 고장입니다.

* 평형은 동일한 농도를 의미하지 않습니다. 생물학적 막에서, 평형은 한 방향으로 막을 가로 지르는 분자의 움직임 속도가 반대 방향의 움직임 속도와 동일하는 상태를 지칭한다. 이것이 반드시 농도가 양쪽에서 동일하다는 것을 의미하지는 않습니다.

* 활성 운송은 농도 구배를 생성하고 유지할 수 있습니다. 세포의 많은 분자는 농도 구배에 대해 운반되는데, 이는 저 농도의 영역에서 고농도 영역으로 이동합니다. 이를 위해서는 에너지가 필요하며 펌프 및 운송업자와 같은 활성 전송 메커니즘을 통해 달성됩니다. 이 메커니즘은 종종 ATP에서 에너지를 사용하여 분자를 농도 구배로 이동시킵니다.

* 막 자체는 선택적으로 투과 할 수 있습니다 : 생물학적 막은 단순한 장벽이 아닙니다. 그들은 특정 분자가 통과하면서 다른 분자를 제한 할 수있는 단백질 (채널, 캐리어, 펌프)을 포함시켰다. 이러한 선택적 투과성은 농도 구배 유지에 추가로 기여한다.

이렇게 생각하십시오 : 댐이있는 강을 상상해보십시오. 물은 댐 위로 흐르지 만 댐은 양쪽의 물량을 조절합니다. 물이 댐 위로 자유롭게 흐르더라도 (평형 상태에 도달) 댐의 각 측면의 수위는 댐의 규제로 인해 다를 수 있습니다. 마찬가지로, 막은 댐처럼 작용하여 분자의 움직임을 제어하여 양쪽에 다른 농도를 허용합니다.

예 :

* 나트륨-포타슘 펌프 : 이 활성 수송 체는 에너지를 사용하여 세포 밖으로 나트륨 이온을 펌핑하여 세포 내에서 더 높은 농도의 칼륨과 세포 외부의 더 높은 농도의 나트륨을 유지합니다.

* 포도당 수송 : 포도당은 수동적 인 과정 인 촉진 된 확산을 통해 막을 가로 질러 움직입니다. 그러나, 세포 내부의 포도당의 농도는 전형적으로 세포로의 움직임을 촉진하는 포도당 수송 체의 활성으로 인해 외부보다 높다.

결론적으로, 분자가 생물학적 막을 가로 질러 평형에있을 수 있지만, 활성 수송 메커니즘의 결합 된 작용, 막의 선택적 투과성 및 분자의 일정한 플럭스로 인해 양쪽에서 농도가 다를 수있다. 이 동적 상태는 신호, 에너지 생산 및 삼투 균형을 유지하는 과정에 중요한 세포 기능 및 구배를 유지하는 데 필수적입니다.

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