Co je buněčná doprava?

Buněčný transport je biologický proces, kterým materiály procházejí a vystupují z buněk, procházejí membránou nebo “vnější stěnou” v procesu. Stává se takřka ve všech organismech a je důležitou součástí buněčného zdraví, dovoluje tomu, aby živiny mohly přijmout a odpadnout, a jednak spouštět regulaci věcí, jako jsou hladiny tekutin a celková teplota. Obecně existují dva druhy dopravy, jmenovitě pasivní a aktivní. Mezi těmito dvěma chemickými rozdíly existují, ale na velmi základní úrovni pasivní doprava nevyžaduje žádnou energetickou produkci, zatímco aktivní doprava vyžaduje určité výdaje na energii. Překročení membrány není obvykle něco, co se děje snadno, a obvykle vyžaduje koordinaci několika různých prvků. Membrána udržuje buňku chráněnou a bezpečnou a transport je jedinečný proces, který umožňuje krátké průniky této jinak tlusté hranice.

Pasivní transport nevyžaduje energii z buňky, ale spíše využívá různé tlaky a koncentrace tekutiny navenek, aby spustila průnik a uvolnění vnitřku. Ve většině těchto případů má vnitřek buněk nízkou koncentraci určité molekuly, zatímco vnější prostředí má vysokou koncentraci téže složky. Dochází k transportu, aby se vyrovnaly koncentrace uvnitř a ven, aby se dosáhlo rovnováhy. Existují dva hlavní způsoby, kterými se tento druh dopravy může stát: jednoduchá difúze nebo usnadněná difúze.

Při jednoduché difuzi se jednotlivé molekuly pohybují dolů, co je nazýváno “koncentračním gradientem” ve stěně membrány, od vysokých po nízké. Gradient koncentrace funguje tak, aby udržoval buňku vyváženou, když její vnitřní hladiny věcí, jako jsou tekutina a jiné živiny, se liší od složení vnějšího prostředí. Když jsou podmínky na opačných koncích spektra na vnější straně versus uvnitř, membránový gradient má tendenci se stát poréznější a malé molekuly mohou často pronikat a vystupovat bez velkého úsilí, aby obnovily rovnováhu. Osmóza je typ jednoduché difúze, která konkrétně popisuje, jak molekuly vody procházejí buněčnou membránou za těchto podmínek, kyslík také může vstoupit tímto způsobem. Některé viry mohou také, což znamená, že to není vždy pozitivní.

Zjednodušená difúze na druhé straně využívá bílkoviny v buněčné membráně, aby nesly molekuly do buňky. Glukóza je jeden typ molekuly, která vyžaduje, aby membránový protein prošel buněčnou membránou. Tento proces je stále považován za pasivní, protože ve skutečnosti nevyžaduje skutečný energetický výkon, ale molekula bílkovin působí jako kontrola, takže doprava není tak jednoduchá, jaká je v jednoduché difuzi. Buňka skutečně nemusí fungovat, jinými slovy, ale stále má nějakou kontrolu.

Transport, který je “aktivní”, se liší tím, že vyžaduje, aby energie některých membránových proteinů procházela gradientem koncentrace a buď do buňky nebo z ní. Vyžaduje to více z buňky a obvykle to stojí io výdajích na energii a výživu.

Příkladem aktivního transportu je čerpadlo sodíku a draslíku v nervových buňkách. Obvykle je koncentrace sodíku v buňce nízká a vysoká mimo buňku, zatímco koncentrace draslíku je typicky vysoká uvnitř buňky a nízká mimo buňku. Když je spuštěn nervový impuls, sodík a draslík procházejí buněčnou membránou podél koncentračního gradientu. Aby se koncentrační gradient vrátil do původního stavu, membránový protein musí nepřetržitě pumpovat sodík z buněk a přivádět draslík do buňky. To vyžaduje energii z buňky.

Jiné typy transportu buněk, které vyžadují energii, zahrnují vezikuly. Vesikuly jsou malé vaky, které se vyrábějí z přístroje Golgiho buňky. Sbírají odpadní produkty, které vylučují z buňky tím, že spojí s buněčnou membránou, ačkoli mohou být také použity ke shromažďování molekul, které jsou mimo buňku. V procesu, který se nazývá endocytóza, buněčná membrána obklopuje molekulu a začleňuje ji do vezikuly, která se oddělí od membrány a vstoupí do buňky. Obsah vezikuly se pak rozloží a uvolní do buňky.