¿Por qué una membrana celular se llama selectivamente permeable?

La membrana celular se compone de varias proteínas con estructuras distintas, cada una de ellas con afinidad hacia ligandos diferentes y específicos. Ahora, en general, las células vivas requieren moléculas específicas para llevar a cabo las actividades bioquímicas. Por otro lado, hay varios tipos de moléculas presentes en el entorno extracelular, de las cuales algunas moléculas necesitan células. La permeabilidad selectiva ayuda a las células a tomar moléculas selectivas dentro de una manera controlada, lo que también es importante para mantener el equilibrio dentro de las células. Por último, la permeabilidad selectiva evita la entrada de moléculas que pueden tener efectos adversos sobre las funciones celulares normales.

La membrana celular permite el paso de ciertas sustancias, o permeabiliza la membrana, mientras bloquea el ingreso o la salida de otras sustancias.

De acuerdo con Merriam-Webster [1]:

permeable (adj.)

– tener poros o aberturas que permiten el paso de líquidos o gases

Entonces, si se dice que algo es selectivamente permeable, tiene poros o aberturas que solo permiten el paso de ciertos líquidos o gases.

La membrana celular hace esto para mantener la homeostasis regulando lo que entra y sale de la célula y bloqueando todo lo demás. [2] [3]

[1]: http://www.merriam-webster.com/d …
[2]: http://www.biology-online.org/di …
[3]: http://study.com/academy/lesson/ …

La membrana celular es una barrera entre ambientes intracelulares y extracelulares. Sin embargo, para mantener su salud normal y potencial de membrana, ciertos iones y moléculas necesitan ser introducidos, y algunos eliminados. Cada membrana tiene una gran variedad de poros o canales que, cuando están abiertos, permiten el paso de sustancias específicas. El término “permeabilidad” determina con qué libertad puede pasar un ion o una molécula a través de la membrana. P = 0 para la sustancia X significa que X simplemente no puede atravesar la membrana, mientras que P = 1 para Y significa que Y puede pasar libremente a través de la membrana, no tiene restricciones. En general, una membrana tiene poros o canales específicos en ella, que son selectivos para una sola sustancia.

En condiciones de reposo, hay tres canales abiertos en la membrana neuronal: para los iones Cl-, Na + y K +, mientras que otros canales están cerrados. Por ejemplo, los canales con compuerta de voltaje se abren si el potencial de la membrana cambia, p. Ej., Por los canales de Na + y K + controlados por voltaje durante los potenciales de acción. Estos canales se abren con cambio de voltaje de una manera dependiente del tiempo. Luego hay canales con compuerta química, por ejemplo, abiertos por acetilcolina, serotonina u otros transmisores u hormonas. Cada canal es específico para que una molécula química particular los abra. Un canal iónico, cuando está abierto, es un poro lleno de agua. Un canal puede ser pasivo (siempre abierto) o cerrado. Para los canales pasivos P es fijo, pero para los canales bloqueados P puede ir de 0 a casi 1 y luego volver a cero en un par de ms. Una vez que se abre un canal, los flujos iónicos son pasivos, es decir, no se necesita ATP ni ninguna otra fuente de energía para el flujo iónico.

(La siguiente explicación es densa, no es necesario que la lea)

Selectividad de los canales en las membranas neuronales : tamaño, agua de hidratación, electrostática para las fuerzas entre los iones y los residuos de aminoácidos que recubren los canales.

El ion Na + es más pequeño (0.095 nm) que el ion K + (0.133 nm), sin embargo, la permeabilidad de la membrana para K + es mayor. La molécula de agua es un dipolo con una carga neta negativa sobre el oxígeno y una carga positiva sobre el hidrógeno. El extremo de oxígeno del agua se ve atraído por Na + y K +. Como el Na + es más pequeño, la carga es más densa, por lo tanto, es capaz de atraer más moléculas de agua que K +. Estas moléculas de agua de hidratación hacen que el Na + sea efectivamente más grande, lo que dificulta que el Na + pase a través de un poro. El tamaño de un ion con su agua de hidratación es un factor que determina la selectividad.

Filtro de selectividad : la siguiente pregunta es: ¿por qué un canal es selectivo para Na + o K +? ¿Por qué no puede K + con su agua de hidratación pasar a través de canales de Na + más grandes? Ambos iones son + ve con z = 1. Hille y Eisenberg propusieron una hipótesis vinculante. La selectividad para K + se debe a un tamaño más pequeño de K + hidratado. Hydrated Na + no puede atravesar estos pequeños poros. Pero, ¿por qué un poro más grande para el canal de Na + no permite que el K + más pequeño pase?

Recuerde que tanto Na + como K + tienen la misma carga, pero el tamaño absoluto de Na + es más pequeño, por lo tanto, la carga es más densa y hace que el campo alrededor del Na + sea de corto alcance pero fuerte. Para cada ion, varias moléculas de H2O forman la capa interna del agua de hidratación, y esta capa interna es la más estable. Las conchas externas son menos estables. Debido a la agitación térmica, el número y la orientación de estos caparazones cambian constantemente haciendo que la estructura sea dinámica. La naturaleza dinámica de la capa de hidratación puede explicar la naturaleza selectiva de los canales iónicos. El poro del canal está revestido por una carga fuerte -ve, puede atraer el fuerte campo de Na +. Pero tienen que acercarse mucho. El campo alrededor de Na +, aunque muy fuerte, tiene un radio muy pequeño. Solo formará un vínculo cuando haya perdido parte de su agua de hidratación. Si es más favorable para Na + perder parte de su agua de hidratación y formar un enlace débil con la carga -ve dentro del poro, se comprimirá a través del poro. El enlace temporal permite que Na + se mueva fácilmente. K + no tiene un campo muy fuerte a su alrededor. Cuando un poro tiene una carga débil, forma una unión débil con K + y K + aprieta a través. Por lo tanto, la selectividad depende del radio del campo eléctrico de un ion, la energía asociada con el agua de hidratación y la intensidad de campo de las cargas que recubren el poro.

Una película ordinaria de celulosa semipermeable permite el flujo libre de todos los compuestos solubles, por debajo de un cierto tamaño difuso hacia adelante y hacia atrás. Una membrana celular está cargada con estructuras enzimáticas que permiten el flujo de un solo tipo de material a través; y también es direccionalmente selectivo. Por ejemplo, la mayoría de las membranas celulares están diseñadas para exportar iones de calcio.

Oh, la membrana celular NEURON es aún más fría, tiene “permeabilidad dinámica”. Permeabilidad selectiva significa que algunas partículas pequeñas como “iones” (átomos individuales de elementos con cargas eléctricas) pueden pasar a través de pequeños orificios o “puertas” en la membrana, mientras que otras partículas pequeñas no lo son: dinámicas significan un cambio activo, por lo que las compuertas de la membrana de la célula neuronal cambian todo el tiempo dependiendo de las señales químicas y eléctricas que recibe,

En general, los cambios en la permeabilidad de la membrana son: 1. excitadores que permiten más iones positivos y hacen que la carga eléctrica de la neurona se acerque al umbral para un potencial de acción o 2. inhibitoria que permite más iones negativos en la célula que impulsa la carga eléctrica de la célula. negativo o más lejos del umbral. Qué tipo de cambios eléctricos suceden depende de qué compuertas iónicas o canales se abren en la membrana, que es esencialmente el efecto del neurotransmisor que se une con los neroreceptores de esa célula.

Las membranas celulares de neuronas también contienen “bombas de iones” activas que pueden mover los iones hacia adentro o hacia afuera para “restaurar” el potencial eléctrico en reposo de la célula después de un potencial de acción también conocido como “impulso nervioso”.

Estas características de la membrana celular son extremadamente importantes para la función celular en general y para la comprensión de la función cerebral.

La membrana celular consiste en varios tipos de proteína de canal que elige específicamente moléculas específicas para entrar, salir o viajar a través de la membrana.

Debido a la especificidad de las proteínas del canal presentes en la membrana celular, la membrana celular se denomina membrana selectiva permeable .

porque es como un mar de ácidos grasos con estos icebergs moleculares de proteína maquínica flotantes en la superficie, que bombean activamente materiales dentro y fuera de la célula. bombas de iones están de moda si eres una neurona

Porque la célula es muy inteligente y decide qué puede entrar, y qué no puede … “selecciona” lo que deja pasar y decide qué “expulsar”. No sé por qué no enseñan esto en la clase de bio … pero para ser justos, en la clase Cell Bio en ASU Robby Roberson aludió a esto … él solo dijo algo como “no hablamos de estas cosas”. Siempre le estaré agradecido … Solía ​​ir a su oficina y hablar con él sobre esto … La conclusión es que este concepto es indiscutible … Los cels son inteligentes … toman lo que necesitan de su entorno y expulsan sus desechos … realmente no hay disputa. El último ejemplo de esto es “CRISPR” …. que muestra que las células realmente cambian su propio ADN en función de su entorno … Lamarck también tenía razón (no disputando la selección natural y Darwin …. Creo que era algo “lamarackiano”:

CRISPR Historia Natural en Bacterias | Revista Quanta

Aquí está mi total toma uno esto … las células cambian su membrana en función de su entorno …. si están en el entorno X, agregan más colesterol para ser más funcionales … si son del entorno Y revertirán eso …. ¡leen el entorno y se cambian de la manera limitada que pueden para beneficiarse!

Esto es largo y “tangencial” a las membranas celulares … pero realmente las membranas celulares son obviamente esenciales para la vida y la célula … y este es todo un gran contexto para tu conocimiento biológico:

La respuesta de David Kincade a ¿Qué hay de malo con la teoría de la evolución por selección natural?

El discurso de Barbara McClintock nobel es probablemente el discurso más importante sobre fisiología y evolución que se haya dado … .JMO Olvídese de R Dawkins y su “gen egoísta” … él no hace ninguna mierda en comparación con McClintock … él nunca hizo la ciencia y todavía no lo hace … él escribe libros “pop” y abusa de “creacionistas” … él pasa todo su tiempo en “anti-creacionistas” como si fueran dignos de su tiempo … ni idea de por qué pierde el tiempo con esta gente … No digo que esté “equivocado” … pero no me paso el tiempo en el refugio para personas sin hogar tratando de conseguir que un adicto a la heroína despierte al FU … no es que haya nada de malo en eso … pero Dawkins básicamente se ha convertido en un cruzado … y no tiene nada nuevo que decir … ha abandonado la ciencia y ahora es un cruzado.

Es una membrana semipermeable porque permite que solo ciertas moléculas / iones / gránulos entren y salgan de la célula.

Es selectivamente permeable porque no todas las moléculas pueden penetrar en la membrana. “Selecciona” qué moléculas pueden entrar o salir de la célula.