Caractéristiques des membranes semi-perméables, transport, fonctions

Le Membranes semi-perméables, Également appelés "sélectivement perméables", ce sont des membranes qui permettent le passage de certaines substances, mais empêchent le passage des autres à travers eux. Ces membranes peuvent être naturelles ou synthétiques.

Les membranes naturelles sont les membranes de toutes les cellules vivantes, tandis que synthétique, qui peut être de naturel (cellulose) ou non, sont celles qui sont synthétisées pour différentes utilisations.

Représentation schématique d'une membrane semi-perméable (Source: Adam Rędzikowski [CC0] via Wikimedia Commons)

Un exemple de l'utilité des membranes semi-perméables artificielles ou synthétiques est celle utilisée pour les dispositifs de dialyse rénale, ou ceux utilisés pour filtrer les mélanges dans l'industrie ou dans différents processus chimiques.

Le passage des substances à travers une membrane semi-perméable se produit par divers mécanismes. Dans les membranes cellulaires et synthétiques. Il peut également arriver que les substances entrent par diffusion se dissolvant dans la membrane.

Dans les cellules vivantes, le passage de substances à travers les membranes peut se produire à travers des transporteurs agissant en faveur ou contre les gradients de concentration de substances. Un gradient, dans ce cas, est la différence de concentration existante pour une substance des deux côtés d'une membrane.

Toutes les cellules de la Terre ont des membranes, celles-ci protègent et séparent leurs composants internes de l'environnement extérieur. Sans membranes, il n'y a pas de cellules sans cellules, il n'y a pas de vie.

Étant donné que ces membranes sont l'exemple le plus courant de membranes semi-perméables, à partir de maintenant, l'accent mis sur ces.

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Caractéristiques

Les premières études pour élucider les composantes des membranes biologiques ont été faites à l'aide de globules rouges. Dans ces études, la présence d'une double couche a été démontrée en formant les membranes, puis il a été découvert que les composants de ces couches étaient des lipides et des protéines.

Toutes les membranes biologiques sont formées par une matrice lipidique double qui a "intégré" différents types de protéines.

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La matrice lipidique des membranes cellulaires est formée par des acides gras saturés et insaturés; Ces derniers donnent une certaine maîtrise de la membrane.

Les lipides sont disposés de telle manière qu'ils forment une pliage face à l'autre au centre de la structure.

Les phospholipides sont les lipides les plus abondants parmi ceux qui composent les membranes biologiques. Parmi ceux-ci figurent la phosphatidylcholine, la phosphatidylinositol, la phosphatidylétanolamine et la phosphatidylsérine.

Exemple de membrane biologique semi-perméable (Source: LadyOfhats [Domaine public] via Wikimedia Commons)

Parmi les membranes lipidiques, il y a aussi du cholestérol et des glucolipides, tous avec des propriétés amphipatiques.

Les protéines membranaires semi-perméables sont de différents types (certaines d'entre elles peuvent avoir une activité enzymatique):

(1) ceux qui forment des canaux ion ou pores

(2) Protéines de convoyeur

(3) des protéines qui unissent une région cellulaire avec une autre et permettent aux tissus de se former

(4) recevoir des protéines qui sont couplées à des cascades intracellulaires et

Transport

Dans une membrane biologique semi-perméable, le transport peut être par diffusion simple, diffusion facilitée, cotransport, transport actif et transport actif secondaire.

Transport de diffusion simple

Dans ce type de transport, l'énergie qui déplace les substances à travers la membrane est la différence de concentration qui existe pour les substances des deux côtés de la membrane.

Ainsi, les substances passent plus → moins, c'est-à-dire du site où ils sont plus concentrés sur le site où ils sont moins concentrés.

La diffusion peut se produire car la substance est diluée dans la membrane ou passe à travers des pores ou des canaux. Les pores ou canaux sont de deux types: ceux qui sont toujours ouverts et ceux qui s'ouvrent et se ferment, c'est-à-dire qu'ils sont temporairement ouverts.

Les pores qui sont temporairement ouverts à leur tour peuvent être (1) une tension dépendante, c'est-à-dire qu'ils s'ouvrent en réponse à une certaine tension et (2) dépendant du ligand, qui doit rejoindre un produit chimique spécifique à ouvrir.

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Transport de diffusion facilitée

Dans ce cas, un convoyeur transfère la substance qui sera transportée d'un côté de la membrane. Ces transporteurs sont des protéines membranales qui peuvent être en permanence dans la membrane ou dans des vésicules qui fondent quand elles ont besoin.

Ces transporteurs fonctionnent également en faveur des gradients de concentration des substances qui transportent.

Ces types de transport ne nécessitent pas de consommation d'énergie et sont donc appelés transport passif, car ils se produisent en faveur d'un gradient de concentration.

Cotransporte

Un autre type de transport passif à travers des membranes semi-perméables est le cotransporte si appelé. Dans ce cas, le gradient de concentration d'une substance pour le transport concomitant d'un autre contre son gradient est utilisé.

Ce type de transport peut être de deux manières: le SIMPORT, où les deux substances sont transportées dans la même direction, et l'antiporte, dans laquelle une substance est transportée dans un sens et l'autre dans la direction opposée.

Transport membranal actif

Ceux-ci nécessitent de l'énergie et les personnes connues utilisent l'ATP, ils sont donc appelés atasas. Ces transporteurs avec une activité enzymatique hydrolyz ATP pour obtenir l'énergie requise pour le mouvement des substances contre leur gradient de concentration.

Trois types d'atasas sont connus:

Bombes Na + / K + et pompes de calcium (calcium Atasas). Ceux-ci ont une structure formée par une sous-unité α et un autre ß intégré à l'intérieur de la membrane.

Atasas V et Atasas F, qui ont une forme de tige caractéristique composée de plusieurs sous-unités et d'une tête qui tourne autour des sous-unités de la tige.

Atasas v sert à pomper des hydrogénions contre le gradient de concentration, l'estomac et les lysosomes, par exemple. Dans certaines vésicules telles que dopaminergiques, il existe des pompes à hydrogène de ce type qui pompent H + dans les vésicules.

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ATPASSS F profitez du gradient H + afin qu'ils couvrent leur structure et prennent l'ADP et le P et la forme ATP, c'est-à-dire que l'hydrolyzage ATP l'a synthétisé. Ceux-ci se trouvent dans les membranes des mitochondries.

Transport actif secondaire

C'est ce transport que, utilisant le gradient électrochimique généré par un atasa, traîne contre une autre substance. C'est-à-dire que le transport de la deuxième substance contre son gradient de concentration n'est pas directement couplé à l'utilisation de l'ATP par la molécule de transport.

Les fonctions

Dans les cellules vivantes, la présence de membranes semi-perméables permet de maintenir à l'intérieur des concentrations intérieures de substances complètement différentes aux concentrations des mêmes substances dans l'environnement extracellulaire.

Cependant, malgré ces différences de concentration et que pour certaines substances, il y a des canaux ou des pores ouverts, ces molécules ne s'échappent ni ne pénètrent, à moins que certaines conditions ne soient nécessaires ou modifiées.

La raison de ce phénomène est qu'il existe un équilibre électrochimique qui fait que les différences de concentration à travers les membranes compensent le gradient électrique généré par les ions diffusibles et cela se produit parce que dans les cellules ne peut pas quitter.

Les références

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