Datorită conținutului de soluții de săruri, zaharuri și alte substanțe active osmotic, celulele se caracterizează prin prezența unei anumite presiuni osmotice în ele.
Presiunea din celulele animalelor (forme marine și oceanice) ajunge la 30 atm sau mai mult.
În condiții optime, presiunea osmotică a sucului celular al organelor terestre ale plantelor bogate fluctuează de la 2 la 16 ° C. în stepa - de la 8 la 40 la. In diferite celule de plante O. d. Se poate varia dramatic (deci, mangrove O. d. Din seva celulei de aproximativ 60 atm. Și O. d. Nu depășește 1-2 vase atm xylem). La organismele gomoyosmoticheskih, adică, capabilă să mențină o valoare relativ constantă OD medie și intervalul de oscilație O. q sunt diferite (râmă -.... 3,6-4,8 atm pește de apă dulce. - 6,0-6,6, pesti oceanici osoși - 7.8-8.5, rechini - 22.3-23.2, mamifere - 6.6-8.0 at). La mamifere, Dr. O. fluide biologice mai este egal cu sângele OD (cu excepția fluidelor secretate de anumite glande -. Salivă, sudoare, urina, etc) ... O. e. Produs în celule animale compuși macromoleculari (proteine, polizaharide, etc.), ușor, dar joacă un rol important în metabolismul
Concentrația de gradienți - diferența de concentrație a substanțelor în interiorul și în exteriorul celulei
Aportul de substanțe în celulele animale, precum și îndepărtarea lor din celule, este legată de permeabilitatea membranei celulare la molecule sau ioni, precum și de proprietățile substanțelor. Membrana celulară reglează schimbul de substanțe diferite între celulă și mediu. Menținerea membranei și permeabilitatea acesteia sunt asigurate de energia celulară.
Principalele modalități de a introduce substanțe în celule:
difuzia prin membrană de-a lungul gradientului de concentrație. Moleculele trec de obicei din regiunea cu concentrație ridicată în regiunea cu concentrație mai scăzută. Substanțele din celulă penetrează prin porii prezenți în membrana celulară. Nu depinde de energia furnizată de ATP.
Astfel, apa, dioxidul de carbon și moleculele de substanțe organice pătrund în celulă, care se pot dizolva ușor în grăsimi
Pătrunderea în celule a moleculelor mici
transportul catalitic "difuzia luminii"
Creșteți rata de difuzie a diferitelor substanțe, de exemplu, zaharuri, aminoacizi și nucleozide prin membrană sub influența enzimelor. Depinde de gradientul de concentrație. Este un transport de-a lungul gradientului de concentrație, și el nu depinde direct de energia furnizată de ATP.
Unele zaharuri, în special glucoza
Transferul unei substanțe față de un gradient de concentrație, adică de la o regiune de concentrație scăzută la o regiune de concentrație superioară. Asociat cu capacitatea membranei de a menține diferența de potențial electric (în plus față de menținerea unei diferențe în concentrații de substanțe în interiorul și în afara celulelor), care sunt înțelese diferențele dintre potențialele electrice în interiorul și în exteriorul celulei, precum și costurile de energie a funcționării substanțelor deplasabile împotriva unui gradient de electrochimice, adică. "sus" Enzimele care catalizează aceste reacții
Este eficient în cazul transportului ionic
este responsabil pentru intrarea în celule a macromoleculelor (proteine, polipeptide liniare, polizaharide) și diferite particule solide, inclusiv bacterii
procesul de captare și absorbție activă a particulelor vii și nevioase de către organismele cu o singură celulă sau celulele speciale (fagocite) ale organismelor animale multicelulare. Este asigurată de proeminențele membranei celulare și de formarea veziculelor, care apoi se îmbină cu membrana plasmatică și se deschid în interiorul celulei. Intrat în celula particule intra lizozomi, unde, cu ajutorul (lizozomale) enzime celulare sunt distruse și celulele apoi digerate.
Multicelulare (mamifer) este efectuată de celule specializate (leucocite). Protozoarele sunt o formă de nutriție. Semnificația biologică a fagocitozei la mamifere este aceea că asigură imunitatea (fagocitară) a corpului
captarea suprafeței celulare a unui lichid cu substanțele conținute în el prin invaginațiile membranei plasmei și formarea bulelor (tubulilor) în care intra lichidul. Caneluri otshnurovyvayutsya după umplerea cu lichid, alimentat în citoplasmă și să se extindă la Lizozom unde sunt digerate de perete, prin care conținutul (lichid) tubulilor este eliberat și enzimele lizozomale prelucrate ulterior.
Unul dintre mecanismele de bază de penetrare în compușii macromoleculari de celule, în special proteine și complexe de carbohidrați cu proteine. Cel mai activ P. observate in amoebe, celulele epiteliale intestinale și tubii renali în endoteliul vascular și a ovocitelor în creștere, celulele din sistemele sanguine și limfatice, în celulele tumorilor maligne precum și în celulele de țesuturi care sunt caracterizate printr-o rată metabolică crescută.
Exocitoza - procesul de secreție a celulelor de diferite substanțe
Celulele sunt capabile să secrete diferite substanțe în mediul lor. Acest proces se numește exocitoză.
Transportul pasiv. Atunci când moleculele neîncărcate sunt transportate, transportul pasiv este determinat numai de gradientul de concentrație, adică de diferența de concentrație a materiei pe diferite laturi ale membranei. Dacă se încarcă moleculele substanței transportate, efectul potențialului electric pe ambele părți ale membranei se adaugă la influența gradientului de concentrație. Gradientul de concentrație și gradientul electric constituie împreună un potențial electrochimic, care permite transportul în celulă numai a ionilor încărcați pozitiv.
Putem spune că transportul pasiv al substanțelor în celule se realizează prin difuzie obișnuită peste membrana celulelor, viteza de difuzie a unei substanțe depinde de solubilitatea sa în membrană, coeficientul de difuzie în membrană și diferența dintre concentrația de substanțe din celulă și în afara acesteia (în mediu).
Catalizată sau așa-numita difuzie "ușoară", în care rata de difuzie a diferitelor substanțe, de exemplu, zaharuri, aminoacizi și nucleozide prin membrană este mărită de enzime. La fel ca difuzarea obișnuită, difuzia "ușoară" depinde și de gradientul de concentrație, însă există "purtători" mobili, al căror rol este jucat de enzime. Fiind membru al enzimelor membranare acționează ca „purtători“ substanțe moleculare penetrat (difuze) de pe partea opusă a membranei în care acestea sunt eliberate din substanțe suportate. Dat fiind faptul că difuzarea "facilitată" a substanțelor este un transfer de-a lungul gradientului de concentrație, acesta nu depinde direct de energia furnizată de ATP.
Substanțe, cum ar fi glucoza, sunt aproape insolubile în lipide, iar particula lor dimensiuni mai mari de 0,8 nm; totuși, acestea trec rapid prin membrana plasmatică, de exemplu prin membrana eritrocitelor. Aparent, acest lucru se datorează "difuzării facilitare" - atașarea la o moleculă purtătoare specifică, care este o peptidă sau o proteină. molecula G glucoza cuplată la o moleculă purtătoare X la suprafața exterioară a membranei, iar complexul format GX, solubil în lipide, poate difuza prin membrana pe partea interioară a acestuia, în cazul în care disociază și glucoza eliberat este în interiorul celulelor. Apoi purtătorul difuzează înapoi pe suprafața exterioară și poate atașa imediat o altă moleculă de glucoză. Într-un astfel de sistem, viteza maximă de transport a glucozei este determinată de numărul total de molecule purtătoare prezente în membrana și GX complex posibile de formare și clivaj rate. Pentru un astfel de procedeu este caracterizat prin „o cinetică de saturație“: la concentrații scăzute de glucoză în soluția externă rata de penetrare în celula este proporțională cu această concentrație; cu toate acestea, la concentrații mai mari de proporționalitate dispare ca toate moleculele purtătoare deja „saturate“ cu glucoza. Transportatorii sunt specifici - pot atașa doar glucoza și unele foarte asemănătoare cu aceasta în structura zahărului. molecule de zahăr, similare în structura sa chimică, vor concura pentru locurile de legare din moleculele unui transfer.
difuzie facilitata nu necesita un consum de energie atunci când concentrația de glucoză în aer liber deasupra glucozei interior și, astfel, se deplasează „în jos“ gradientului chimic. Cu toate acestea, unele celule, cum ar fi celulele epiteliului intestinal si captuseala interioara a tubii renali, glucoza capabil să se concentreze, făcându-l să se deplaseze „în sus“, prin gradientul chimic (sau, să zicem, împotriva gradientului de concentrație), iar acest lucru a necesitat cheltuieli de energie. Insulina hormonului crește în mod semnificativ absorbția glucozei de către mușchii scheletici și unele celule din corpul nostru. Nu este încă clar dacă acesta determină o creștere a numărului de molecule eficiente, vectori sau pur și simplu accelerează reacția, care sunt asociate cu formarea și descompunerea complexului cu transportor de glucoza. Se crede că nu numai că a facilitat difuzie, transport activ, dar, de asemenea, glucoza apare cu un transportor specific, formând un complex cu glucoza, sinteza sau clivaj care necesită energie.
Din membranele celulare ale E. coli Escherichia coli, o lipoproteină a fost izolată și parțial purificată, care aparent serveste ca purtător sau permează pentru lactoză. O celulă conține circa 9000 de molecule de permeat. Se crede că această proteină atașează lactoza la suprafața exterioară a membranei și apoi complexul rezultat difuzează la suprafața sa interioară, unde lactoza este separată de purtător. Acest mecanism ipotetic este, în principiu, similar cu mecanismul propus al pompei de sodiu.
transportul ionilor de sodiu și potasiu, care determină potențialul membranei celulare. Concentrația ionilor de sodiu (Na +), în majoritatea celulelor este mai mică decât în mediu, în timp ce concentrația ionilor de potasiu (K +) în celule este de 10-20 de ori mai mare decât cea în mediu. Ca rezultat, ionii de Na + din mediul tind să pătrundă în celulă și ionii de K +. dimpotrivă, ieși din cușcă miercuri. Menținerea concentrației acestor ioni în celulă și mediul oferit de către sistem datorită prezenței în membrana celulară care este ioni „pompe“ și care aspiră ionii de Na + din celulă în mediu, și pompe fiecare dintre K + ioni in celula din mediu. Lucrarea acestui sistem, adică mișcarea ionilor împotriva gradientul electrochimice furnizate de energie care este generat prin hidroliza ATP și o enzima ATP-azei cataliza această reacție este conținută în membrana în sine, și se spune să îndeplinească rolul de sodiu-potasiu „pompă“, generând un potențial de membrană. Energia eliberată în timpul hidrolizei unei molecule ATP asigură transportul în afara celulei a trei ioni Na + și în celula a doi ioni K +.
Sistemul Na + + K + -ATPase ajută la menținerea distribuției asimetrice a ionilor de potasiu la o concentrație ridicată a acestora din urmă în celule. Ionii de potasiu participă la reglarea multor funcții celulare, incluzând fluxul de săruri și apă din celulele renale, eliberarea de insulină din celulele pancreatice și ritmul cardiac.
S-a stabilit că transportul favorabil din punct de vedere energetic a ionilor de Na + în celule are, de asemenea, un efect asupra transportului de zaharuri și aminoacizi către celule. În special, transportul de glucoză este cuplat cu transportul ionilor de Na +. Pentru a crea un gradient de concentrație de ioni Na +. favorabil pentru transportul ionilor K + și a glucozei în celule, sistemul "pompare" ionic, datorită energiei, pompează activ ionii Na + din celulă dincolo de limitele sale.
Un anumit rol în transportul de substanțe aparține sistemelor de legare albă, care reprezintă cel de-al patrulea mod de transport. Acestea sunt proteine care sunt localizate în spațiul periplasmic. Aceste proteine leagă în mod specific zaharurile, aminoacizii și ionii, transferându-le apoi la molecule purtătoare specifice localizate în membrana celulară. Sursa de energie pentru aceste sisteme este ATP.
exocitoza constitutiv se realizează periodic, ca secreția de stocuri fără efecte vizibile ale factorilor extracelulari in timpul celulelor de hidratare la vibrații, fără implicarea Ca 2+ și aparatul Golgi -no (insulină și alți câțiva hormoni, neurotransmitatori si multe enzime).
Neurotransmițător (neurotransmițător) - mediator chimic este eliberat din terminalul nervului presinaptic și transmiterea impulsurilor nervoase în sinapsă postsinaptichsskomu final, fibre musculare sau glanda care acesti nervi innervate. Principalii neurotransmițătorii in sistemul nervos periferic, acetilcolina si norepinefrina (sskretiruyutsya terminațiilor nervoase ale sistemului nervos simpatic). In sistemul nervos central, impreuna cu acetilcolinei si noradrenalinei neurotransmițători sunt dopamina, serotonina, acid gammaaminobutirovaya și alte substanțe.
Exocitoza reglementată diferă de cea anterioară pentru a iniția acțiunea extracelulară și o etapă clară a procesului. Fiecare etapă este reglementată diferențiat. Specificitatea exocitozei este determinată de natura chimică a substanțelor excretate, a formelor non-veziculare sau veziculoase ale excreției sale.
Cu ajutorul exocitozelor, particulele care nu au fost digerate prin fagocitoză sunt de asemenea eliminate din celulă. În cele mai multe celule, ciclurile de endocitoză-exocitoză sunt continue.
Fotosinteza - o sinteză a compușilor organici în frunzele plantelor verzi din atmosferă apă și dioxid de carbon, folosind solar clorofila adsorbit (lumina) de energie în cloroplast.
Datorită fotosintezei, energia luminii vizibile este captată și transformată în energie chimică, stocată (stocată) în substanțe organice formate în timpul fotosintezei.
Rolul principal al organismelor fotosintetice:
1) transformarea energiei soarelui în energia legăturilor chimice ale compușilor organici;
2) saturarea atmosferei cu oxigen;
Ca rezultat al fotosintezei, 150 miliarde de tone de materie organică se formează pe Pământ și aproximativ 200 de miliarde de tone de oxigen liber sunt eliberate pe an. Previne creșterea concentrației de CO2 în atmosferă, prevenind supraîncălzirea Pământului (efect de seră).
Atmosfera creată de fotosinteză protejează materialul viu de radiațiile UV dăunătoare de undă scurtă (ecranul oxigen-ozon al atmosferei).
În cultura plantelor agricole doar 1-2% din energia solară trece, pierderile se datorează absorbției incomplete a luminii. Prin urmare, există o perspectivă uriașă de creștere a randamentelor datorită selecției soiurilor cu o eficiență fotosintetică ridicată, creând o structură favorabilă absorbției de lumină. În legătură cu aceasta, dezvoltarea unor baze teoretice pentru gestionarea fotosintezei
Importanța fotosintezei este gigantică. Observăm doar că furnizează combustibil (energie) și oxigen atmosferic, necesare pentru existența tuturor lucrurilor vii. În consecință, rolul fotosintezei este planetar.
Planetătatea fotosintezei este determinată și de faptul că datorită ciclului de oxigen și carbon se menține compoziția modernă a atmosferei, ceea ce determină, la rândul său, menținerea vieții pe Pământ. Se mai poate spune că energia stocată în produsele fotosintetice este, în esență, principala sursă de energie pe care umanitatea o are acum.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: