A cella egy nyílt rendszer, amely a külső környezetre korlátozódik, de kommunikál a külső környezettel.
Citoplazmatikus membrán
A citoplazmatikus membrán elválasztja a sejtet a környezettől, ugyanakkor lehetővé teszi anyagcserét, energiát és információt. A citoplazmatikus membrán egy féligáteresztő szerkezet, amelyet 2 réteg foszfolipid molekula és 1 réteg fehérje molekula alkot. A teljes kétrétegű rétegen áthaladó fehérjemolekulák szervesek, ha csak a membrán felületén vannak, akkor perifériásak. Az integrált fehérjék például ioncsatornákat képeznek, és hordozóként működnek az anyagok citoplazmatikus membránon történő szállításához. Glycocalix oligoszacharid molekulák is jelen vannak a membrán felületén.
A foszfolipid molekulák és a foszfolipidek, valamint a fehérjemolekulák közötti kötések gyengék (nem kovalensek), ezért az egész membrán általában folyékony jellegű. Ez lehetővé teszi a citoplazmatikus membrán gyors szerkezeti átrendeződését, plaszticitását és fúzióját más membránokkal (pl. Endocitózis és exocitózis esetén).
Két alapvető módja van annak, hogy az anyagok a citoplazmatikus membránon átkerüljenek:
1. passzív szállítás - nem igényel energiafogyasztást, a diffúzió és az ozmózis elvén alapszik
- az egyik anyag (oldott anyag) részecskéinek spontán behatolása egy másik anyag (oldószer) részecskéi közé
- a részecskék a nagyobb koncentrációjú helyről az alacsonyabb koncentrációjú helyre (a koncentrációgradiens irányában) behatolnak, amíg a koncentrációk ki nem egyenlítenek
- a diffúzió sebessége a koncentrációk különbségétől függ, és addig tart, amíg a koncentrációk kiegyenlítődnek
- csak molekulák - gázok, etanol és karbamid - diffúzióval hatolnak át a citoplazmatikus membránon
- egy speciális típusú diffúzió, ahol 2 oldatot féligáteresztő membrán választ el egymástól
- ez a víz behatolása egy alacsonyabb koncentrációjú helyről egy magasabb koncentrációjú helyre
ISOTONIC: anyagok koncentrációja a környezetben = anyagok koncentrációja a citoplazmában HYPERTONIC: anyagok koncentrációja a környezetben> anyagok koncentrációja a citoplazmában
HYPOTONIC: az anyagok koncentrációja a környezetben
Hipotonikus környezetben a sejt ozmotikusan fogadja a vizet. A felvett víz mennyisége a sejt citoplazma és a környezet koncentrációinak különbségétől függ. Minél nagyobb ez a különbség, annál nagyobb a felvett víz mennyisége. A sejt térfogata víz befogadásával növekszik. Ha a felvett víz mennyisége nagy, a sejt felszakad. Ezt a jelenséget ún plazmoptízis (egy sejt ozmotikus lízise) és akkor figyelhető meg, amikor a vörösvértest desztillált vízbe kerül.
Vörösvérsejtek ozmotikusan különböző környezetekben
Hipertóniás környezetben a sejt fordítva viselkedik. Vizet veszít és térfogatát csökkenti. Ezt a jelenséget ún plazmolízis. A növényi sejt plazmolízise során a citoplazmatikus membrán elválik a sejtfaltól, mert a sejtfal a sejt dehidratálása után sem változtatja meg alakját. A plazmolízist ozmotikusan aktív anyagok indukálhatják a növényi vagy állati szöveteken (pl. Felszeletelt uborka sózása, sóoldattal való gargarizálás).
Izotóniás környezetben a víz ozmotikus behatolása nem következik be. Az izotóniás oldat 0,9% -os nátrium-klorid-oldat. Ilyen megoldást hívnak sóoldat. Sóoldatokat használnak a sejtek duzzanattól és lízistől való megvédésére. Az izotonicitás betartása nagyon fontos, ha injekció formájában adják be a gyógyszereket, és amikor helyettesítő oldatokat intravénásan adnak be a véráramba.
2. aktív közlekedés - energiafogyasztást igényel, mivel az anyagokat a koncentráció gradiensével szemben szállítják. Különböző módon történik:
a) fuvarozók általi szállítás:
- specifikus transzporterek (leggyakrabban perifériás biomembrán fehérjék) vesznek részt az átvitelben, amelyek komplexet alkotnak az átadott anyaggal, a transzporter kötődése az átvitt anyaggal specifikus
- így a glükóz, az aminosavak, a Na +, a K ionok átkerülnek +
- előnyös: a sejt csak a szükséges anyagokat kapja meg a környezetből