Tabla de Contenidos
A szelektív permeabilitás egyes membránok azon képessége, hogy csak meghatározott oldott anyagokat engednek át egyik oldalról a másikra. Vagyis arra a képességre utal, amellyel kiválaszthatja vagy kiválaszthatja azokat az oldott anyagokat, amelyek átjutnak, és azokat, amelyek nem, így szabályozva a molekulák és ionok szállítását a membránon keresztül.
A szelektív áteresztőképességet mutató membrán egy exkluzív klub kapuőreként viselkedik, és gondosan figyeli, hogy ki kerül be és ki nem, hogy megbizonyosodjon arról, hogy csak a megfelelő emberek tartózkodnak benne. Ezenkívül felelős azon molekulák eltávolításáért is, amelyeknek ki kell jönniük. Ez a fajta transzport történhet passzívan (a koncentráció gradiensen lefelé és energiaigény nélkül), vagy aktívan (a koncentráció gradienssel szemben és ATP vagy GTP hidrolízissel).
Szelektíven permeábilis versus féligáteresztő membránok
Egy rokon fogalom, amelyet gyakran erősen összekevernek a szelektív permeabilitással, a féligáteresztő képesség . Valójában sok biológus és egészségtudományi szakember, valamint biológia és orvostudomány úgy használja mindkét kifejezést, mintha ugyanaz lenne, bár ez nem teljesen igaz.
A féligáteresztő membránok olyan tulajdonságok alapján korlátozzák az oldott anyagok átjutását, mint például méretük, polaritásuk és elektromos töltésük. Ebben az értelemben egy féligáteresztő membrán, amely lehetővé teszi egy bizonyos méretű semleges oldott anyag átjutását, átengedi az összes ilyen méretű semleges oldott anyagot vagy azokat, amelyek kisebbek, de nem engedi át a nagyobb semleges molekulákat.
Ez a tengervíz fordított ozmózisos sótalanításához használt félig áteresztő membránok működési elve . Ezek nagyon kis pórusú polimer szintetikus membránok, amelyek csak vízmolekulákat engednek át, oldott ionokat vagy más nagyobb semleges oldott anyagokat nem.
Másrészt a membrán, amely szelektíven áteresztő, áteresztő lehet egy molekula, például glükóz számára, de nem permeábilis egy másik, még kisebb szénhidrát számára. Ennek az az oka, hogy a szelektív permeabilitás esetében ez a szelektivitás sokkal specifikusabb, mint a félig áteresztőképesség esetében.
Talán az a zavar vagy az oka annak, hogy a biológusok gyakran használják mindkét kifejezést felcserélhetően, mert a sejtmembrán a féligáteresztő membránok és a szelektíven permeábilis membránok egyik legismertebb példája. Valójában a sejtben a félig-permeabilitás és a szelektív permeabilitás szinte mindig kéz a kézben járnak, és együtt működnek a sejtbe és onnan történő szállítás szabályozásában, és így fenntartják azt a komplex egyensúlyt, amely minden sejtet életben és hatékonyan tart.
A szelektivitás mechanizmusai
A szelektivitás és a féligáteresztő képesség közötti alapvető különbség az a mechanizmus, amellyel a részecskéket átengedik vagy nem engedik át a membrán egyik oldaláról a másikra. A féligáteresztő membránok esetében az ozmózis és az egyszerű diffúzió a fő transzportmechanizmusok. Az ozmózis akkor következik be, amikor a vízmolekulák átjutnak a membránon az akvaporinoknak nevezett fehérjék által kialakított pórusokon keresztül, és a hígabb részből az oldott anyagokban koncentráltabbba kerülnek.
Másrészt a membránt egy foszfolipid kettős réteg alkotja, amelynek mindkét oldalán hidrofil foszfátcsoportok vannak kitéve, míg a zsírsavak hidrofób farka a közepén koncentrálódik. Ez megakadályozza a poláris oldott anyagok és ionok átjutását a membránon, de a kis nem poláris oldott anyagok, például az oxigén és a szén-dioxid szabadon átdiffundálhatnak egyik oldalról a másikra.
Ehelyett a membránok szelektivitását az oldott anyagok áthaladása tekintetében szinte mindig egy vagy több membránfehérje közvetíti. A szelektív permeabilitás elősegített diffúziót vagy aktív transzportot foglal magában .
megkönnyített diffúzió
A facilitált diffúzió a hordozófehérjék által közvetített passzív transzport típusa . Tipikus esetben ezek a fehérjék a membrán egyik oldalán lévő oldott anyaghoz (vagy szubsztráthoz) kötődnek. Ahogy az oldott anyag kötődik, a fehérje megváltoztatja a konformációt, átnyomja az oldott anyagot a membránon, és a másik oldalon felszabadítja.
Példa a szelektív permeabilitásra megkönnyített diffúzióval
- Az ilyen típusú glükóztranszport mechanizmus klasszikus példáját a glükóz transzportereknek nevezett fehérjék családja közvetíti (ezt könnyű megjegyezni). Az SLC2-nek nevezett transzporter fehérjék egész családja létezik, amelyek specifikus szénhidrátok, szervetlen kationok és anionok, valamint egyéb oldott anyagok szelektív szállításáért felelősek.
Aktív transzport a membránon keresztül
Aktív transzport esetén ez az oldott anyagoknak a membránon keresztül történő szállítását jelenti a koncentrációgradiensük ellenében. Ezzel a gradienssel szembemenve energiát kell szolgáltatni ahhoz, hogy a folyamat végbemenjen, ezért nevezik „aktív” transzportnak.
Az aktív transzportnak két fő típusa van, ezek az elsődleges aktív transzport (amikor egy pumpának nevezett enzim közvetlenül a gradiensével szemben szállítja az oldott anyagot) és a másodlagos aktív transzport (amikor az egyik pumpa egy másik oldott anyagot szállít a gradiensével szemben, majd ez a gradiens biztosítja a energiát egy második oldott anyag szállításához a gradiensével szemben, miközben az első a gradiensén lefelé mozog.)
Példák az aktív transzport általi szelektív permeabilitásra
- Az elsődleges aktív transzport példájaként említhetjük a nátrium/ kálium pumpát, amely egy ATP molekulában lévő energiát felhasználva egyidejűleg három nátriumiont szállít ki a sejtből és 2 káliumiont, mindkét esetben egymás ellen. koncentráció gradiensek.
- Az aktív transzport másik példája a belső mitokondriális membránban található protonpumpa. Ebben a konkrét esetben a protonok koncentrációgradienssel szembeni mozgatásához szükséges energia az aerob légzési lánc redox reakcióiból származik . Ez a fajta transzport a mitokondriumok belső membránját szelektíven permeábilis membránná teszi.
- Végül, a másodlagos aktív transzport példájaként a membrán szelektív permeabilitása a kalciumionokkal szemben, amelyet az antiporter nátrium-kalcium közvetít. Ez az antiporter a nátrium-kálium-szivattyú által generált nátriumkoncentráció-gradiens segítségével egy kalciumiont pumpál ki a sejtből, miközben 3 nátriumion lép be.
Hivatkozások
Fluence Corp. (2019. szeptember 11.). Vízkezelő membránok és eljárásaik. Letöltve: https://www.fluencecorp.com/es/membranas-de-tratamiento-de-agua/
Pérez, JM és Noriega B., MJ (). SZÁLLÍTÁS MEMBRÁNON KERESZTÜL. Nyissa meg a Course Ware-t. Letöltve: https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%25204-Bloque%2520II-Transporte%2520a%2520traves%2520de%2520Membrana.pdf
Szelektív permeabilitás (sf). Orvosi szótár. Letöltve: https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/permeabilidad-selectiva
Sagle, A. & Freeman, B. (2004). A vízkezelési membránok alapjai. Letöltve: https://texaswater.tamu.edu/readings/desal/membranetechnology.pdf
Félig áteresztő membrán (sf). Journal of Membrane Science & Technology. Letöltve: https://www.longdom.org/peer-reviewed-journals/semipermeable-membrane-6018.html
