細胞内の物質と構造輸送:
セルは非常に忙しい場所であり、機能を実行するために絶えず材料を動かしています。この輸送は、さまざまなメカニズムを介して発生し、それぞれが異なる分子と目的に適しています。これが故障です:
1。パッシブトランスポート:
* 拡散: 濃度勾配によって駆動される高濃度の領域から低濃度の領域への分子の移動。これは最も単純な輸送形式であり、セルからのエネルギーを必要としません。例:酸素、二酸化炭素、および小胞子分子。
* 浸透: 高水濃度の領域から低水濃度の領域まで、選択的に透過性膜を横切る水の拡散。これは、細胞液のバランスを維持するために不可欠です。
* 促進拡散: 膜タンパク質の助けを借りて、膜を横切る分子の移動。これらのタンパク質はチャネルまたはキャリアとして機能し、そうでなければ通過しない特定の分子の通過を促進します。このプロセスは依然として濃度勾配に依存していますが、輸送をスピードアップします。例:グルコース、アミノ酸、イオン。
2。アクティブトランスポート:
* アクティブな輸送ポンプ: これらの特殊な膜タンパク質は、エネルギー(通常はATP)を使用して、低濃度の領域から高濃度の領域への濃度勾配に対して分子を移動させます。これにより、細胞は必要に応じて、細胞の内側または外側に特定の分子を濃縮できます。例:ナトリウム - ポタスシウムポンプ、プロトンポンプ。
* 静脈輸送: これには、小胞と呼ばれる小さな膜結合嚢内の物質の動きが含まれます。それは、大きな分子、オルガネラ全体、さらには大量の液を輸送する上で重要な役割を果たします。
* エンドサイトーシス: 物質を細胞に持ち込みます。
* 食作用: 細菌や細胞の破片などの大きな粒子を巻き込む。
* ピノサイトーシス: 液体と小さな溶存分子を取り入れます。
* 受容体媒介エンドサイトーシス: 特定の分子は細胞表面の受容体に結合し、それらを内側に輸送する小胞の形成を引き起こします。
* エキソサイトーシス: 細胞から物質を放出します。分子を含む小胞は細胞膜と融合し、内容物を外部に放出します。
3。細胞骨格媒介輸送:
* 微小管: ベシクル、オルガネラ、およびその他の細胞成分を移動するために、運動タンパク質(キネシンやダイニンなど)のトラックとして機能します。これらのトラックは、セル内で効率的で指示された輸送を可能にします。
* アクチンフィラメント: 細胞質内の小胞およびオルガネラの細胞の動きと輸送に役割を果たします。
輸送プロセスの特定の例:
* 栄養素の取り込み: 細胞は活性輸送を使用して、これらの分子が細胞の外側の低濃度である場合でも、周囲からグルコースやアミノ酸などの栄養素を摂取します。
* 廃棄物の除去: 細胞は、内部環境を維持するために、二酸化炭素やアンモニアなどの廃棄物を積極的に汲み上げます。
* タンパク質合成と分泌: リボソームで合成されたタンパク質は、さらに加工と包装のために小胞を介してゴルジ装置に輸送されます。その後、細胞外で放出されるために細胞膜に輸送されます(エキソサイトーシス)。
* オルガネラの動き: 微小管と運動タンパク質は、細胞内でミトコンドリアやリソソームなどのオルガネラを移動する上で重要な役割を果たし、効率的な分布と機能を可能にします。
要約:
セルは、輸送システムの複雑で動的なネットワークを利用して、内部環境内で物質と構造を移動させます。これらのシステムにより、細胞が必要な栄養素を取得し、廃棄物を排除し、最適な機能のために細胞プロセスを調整できるようにします。