كيف يتحكم الغشاء البلازمي في مرور المواد
احتفظ غشاء البلازما بوظيفة مهمة في الخلايا تمثلت في الحفاظ على هيكلها بالإضافة إلى قيامه بدور فعال وأساسي في السماح لبعض الجزيئات بالمرور خلاله، كما أنه لا يسمح لبعض الجزيئات الأخرى بذلك، وسنتعرف من خلال مقالنا التالي على كيف يتحكم الغشاء البلازمي في مرور المواد .
كيف يتحكم الغشاء البلازمي في مرور المواد
غشاء البلازما
- يسمى غشاء الخلية أو الغشاء الخلوي الخارجي، وهو الغشاء الموجود في جميع الخلايا الذي يفصل داخل الخلية عن البيئة الخارجية.ففي الخلايا البكتيرية والنباتية، يتم توصيل جدار الخلية بغشاء البلازما على سطحه الخارجي.
- يتكون غشاء البلازما من طبقة ثنائية الدهون شبه قابلة للنفاذ. ويعمل على تنظيم نقل المواد التي تدخل وتخرج من الخلية.
وظيفة الغشاء البلازمي للخلايا
- غشاء البلازما قابل للاختراق بشكل انتقائي؛ حيث ينظم ما يمر من جانب إلى آخر.
- يسمح الغشاء الإنتقائي القابل للنفاذ للماء بالتدفق بحرية مع الحد من مرور الجزيئات، خاصة الجزيئات الكبيرة أو تلك ذات الشحنة.
- يوفر غشاء البلازما بعض الحماية للخلايا من الداخل، لكن وظيفته الرئيسية في منح الحياة تكون من خلال التحكم في مرور المواد داخل وخارج الخلايا.
- يتحكم غشاء الخلية فيما يدخل ويخرج من خلال وجود قنوات بروتينية تعمل كقمع في بعض الحالات ومضخات في حالات أخرى.
النقل السلبي عبر القنوات
- أبسط طريقة يمكن لغشاء الخلية من خلالها التحكم فيما يدخل ويخرج هو امتلاك قناة بروتينية تناسب نوعًا واحدًا فقط من الجزيئات. وبهذه الطريقة، يمكن للخلية التحكم في تدفق الماء أو الأملاح فقط أو أيونات الهيدروجين التي تجعل سائلًا حمضيًا أو غير حامضي.
- Aquaporins هي قنوات بروتينية تسمح للماء بالمرور بحرية عبر غشاء الخلية. نظرًا لأن الماء لا يختلط بالزيت، وغشاء الخلية دهني، فلا يمكن للماء المرور بحرية داخل الخلية أو الخروج منها.
- تسمح الأكوابورينات لجزيئات الماء بالتدفق إلى الخلايا كخط أحادي الملف.
النقل النشط
- يصف النقل النشط حركة الجزيئات مقابل تدرجات تركيزها وتتطلب مضخات تعمل بالطاقة بواسطة جزيء طاقة يسمى ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات).
خروج الخلايا والبطانة
- يمكن للخلايا تحريك جزيئات كبيرة أو مخاليط كبيرة من الجزيئات عبر غشاءها. وهذا النوع من الجزيئات كبير جدًا بحيث لا يمكن ضخه أو متنوعًا جدًا بحيث لا يمكن التحكم فيه بواسطة قناة واحدة فقط.
- تتطلب حركة هذا النوع من المواد عبر الغشاء عملية قرص أو دمج الأكياس الغشائية.
- الالتقام الخلوي هو العملية التي يضغط فيها غشاء الخلية للداخل لابتلاع جزيء خارج الخلية.
- خروج الخلايا هو عملية النقل التي يمر فيها كيس غشاء داخل الخلية إلى غشاء سطح الخلية.
طرق تحكم غشاء البلازما في المواد التي تدخل الخلية وتخرج منها
التنافذ / التناضج Osmosis
- التناضح أو الخاصية الأسموزية هي صافي حركة انتقال جزيئات الماء عبر غشاء نصف نافذ من منطقة ذات كثافة مائية مرتفعة (تركيز مخفف للذوائب) إلى منطقة ذات كثافة مائية منخفضة (تركيز أعلى للذوائب) دون الحاجة لاستهلاك.
- لا يتم التحكم بصورة دقيقة في جميع المواد التي تدخل الخلية وتخرج منها بواسطة غشاء الخلية .
- يمثل الماء إحدى تلك المواد حيث يتحرك بسهولة داخل وخارج الخلايا عن طريق التناضح. فمن خلال قوة تسمى الضغط الاسموزي، ينتقل الماء من منطقة بها تركيز منخفض من الجزيئات الذائبة تسمى المواد المذابة إلى منطقة ذات تركيز عالي الذوبان .
- المواد المذابة لا يمكن أن تمر عبر غشاء البلازما لكن الماء مسموح له بالمرور .
- عندما يكون تركيز المواد المذابة هو نفسه على جانبي الغشاء، يتم الوصول إلى التوازن، وبالتالي لايتدفق الماء من جانب إلى آخر.
الإنتشار البسيط Simple Diffusion
- يشير الانتشار البسيط إلى العملية التي يتم من خلالها نقل المواد المذابة على طول تدرج تركيز في محلول أو عبر غشاء شبه نافذ.
- يتم تنفيذ الانتشار البسيط من خلال أعمال الروابط الهيدروجينية المتكونة بين جزيئات الماء والمواد المذابة.حيث تتحرك جزيئات الماء لتحيط بجزيئات الذائبة الفردية ، مما يزيد من الترابط الهيدروجيني.
- في الانتشار البسيط، تتدفق جزيئات صغيرة بدون شحنات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر غشاء بلازما دون مساعدة ودون إنفاق طاقة.
- لا يمكن للمواد الأخرى مثل البروتينات والجلوكوز والجسيمات المشحونة التي تسمى الأيونات أن تمر عبر الغشاء القابل للنفاذ بشكل انتقائي.
- ينتقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، أو ينتشران ، من منطقة يوجدان فيها بتركيزات عالية إلى منطقة بها تركيزات منخفضة. مما يعني أنه يمكن للأكسجين أن ينتقل من الأوعية الدموية إلى الخلاي ، وثاني أكسيد الكربون ينتقل من داخل الخلايا إلى خلايا الدم الحمراء داخل الأوعية الدموية.
أقرأ ايضا وظائف الغشاء البلازمي.. دليلك الكامل للتعرف على الغشاء البلازمي وأهم وظائفه
الإنتشار المسهل Facilitated Diffusion
- تقوم الناقلات الموجودة في غشاء البلازما بنقل الجسيمات المشحونة الصغيرة التي تسمى الأيونات داخل وخارج الخلايا وهذه الناقلات عبارة عن بروتينات متخصصة تقع داخل غشاء البلازما.
- هذا النوع من النقل، المسمى بالانتشار المسهل، لا يستخدم الطاقة لأن البروتينات الحاملة تعمل فقط كقناة للأيون للتحرك بشكل طبيعي من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض، وتسمى أيضًا الانتقال إلى أسفل تدرج تركيز.
- تنقل البروتينات الحاملة في الغشاء جزيئات أكبر مثل الجلوكوز، وهو سكر بسيط يستخدم للطاقة في الخلايا، بالإضافة إلى الأحماض الأمينية، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات.
تنتمي الناقلات الموجودة في غشاء البلازما إلى ثلاث فئات.
- Uniporters الذي يسمح بنوع واحد فقط من الأيونات أو الجزيئات بالدخول إلى الخلية أو الخروج منها.
- Symporters يطلق عليه المرسل وهو بروتين غشائي متكامل يشارك في نقل جزيئين مختلفين عبر غشاء الخلية في نفس الاتجاه.
- تجلب مضادات الحمل مادة واحدة إلى الخلايا وتنقل أخرى خارج الخلية.
النقل النشط عبر المضخات Active Transport Via Pumps
- يستخدم النقل النشط الطاقة وبعض أنواع الناقلات لنقل المواد. وتسمى هذه الناقلات مضخات ويتم دمجها في غشاء الخلية.
- تستخدم المضخات الطاقة على شكل جزيء يسمى ATP ، أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، والذي يأتي من تكسير الجلوكوز.
- شكل آخر من أشكال النقل النشط ينطوي على استخدام الحويصلات.
- يوجد نوع معين من النقل الحويصلي يسمى الالتقام الخلوي ،وفيه تلتقي المواد خارج الخلية بغشاء البلازما. ثم يغلف الغشاء الجزيئات ، ويشكل حويصلة حولها ، ويدخلها داخل الخلية.
- في حالة خروج الخلايا، تنتقل المواد الموجودة في الحويصلات داخل الخلية إلى غشاء البلازما، وتندمج معها. ويشكل الاندماج فتحة، ويتم إطلاق المواد خارج الخلية.
