Selektiv permeabilitetsdefinisjon og eksempler

Selektivt permeabel versus semipermeabel

Cellemembranen er et eksempel på en selektivt permeabel membran. ALFRED PASIEKA/VITENSKAPFOTOBIBLIOTEKET / Getty Images

Selektivt permeabel betyr at en membran tillater passasje av noen molekyler eller ioner og hemmer andres passasje. Kapasiteten til å filtrere molekylær transport på denne måten kalles selektiv permeabilitet.

Selektiv permeabilitet versus semipermeabilitet

Både semipermeable membraner og selektivt permeable membraner regulerer transporten av materialer slik at noen partikler passerer gjennom mens andre ikke kan krysse. Noen tekster bruker terner 'selektivt permeable' og 'semipermeable' om hverandre, men de betyr ikke akkurat det samme. En semipermeabel membran er som et filter som lar partikler passere eller ikke i henhold til størrelse, løselighet, elektrisk ladning eller andre kjemiske eller fysiske egenskaper. De passive transportprosessene til osmose og diffusjon tillate transport over semipermeable membraner. En selektivt permeabel membran velger hvilke molekyler som får passere basert på spesifikke kriterier (f.eks. molekylær geometri). Dette tilrettelagt eller aktiv transport kan kreve energi.

Semipermeabilitet kan gjelde både naturlige og syntetiske materialer. I tillegg til membraner kan fibre også være semipermeable. Mens selektiv permeabilitet generelt refererer til polymerer, kan andre materialer anses å være semipermeable. For eksempel er en vindusskjerm en semipermeabel barriere som tillater strømmen av luft, men begrenser transitt av insekter.

Eksempel på en selektivt permeabel membran

De lipid dobbeltlag av cellemembranen er et utmerket eksempel på en membran som er både semipermeabel og selektivt permeabel.

Fosfolipider i dobbeltlaget er arrangert slik at de hydrofile fosfathodene til hvert molekyl er på overflaten, eksponert for det vandige eller vannholdige miljøet i og utenfor cellene. De hydrofobisk fettsyrehaler er skjult inne i membranen. Fosfolipidarrangementet gjør dobbeltlaget semipermeabelt. Den tillater passasje av små, uladede oppløste stoffer. Små lipidløselige molekyler kan passere gjennom den hydrofile kjernen i laget, slike hormoner og fettløselige vitaminer. Vann passerer gjennom den semipermeable membranen via osmose. Molekyler av oksygen og karbondioksid passerer gjennom membranen via diffusjon.

Imidlertid kan polare molekyler ikke lett passere gjennom lipid-dobbeltlaget. De kan nå den hydrofobe overflaten, men kan ikke passere gjennom lipidlaget til den andre siden av membranen. Små ioner står overfor et lignende problem på grunn av deres elektriske ladning. Det er her selektiv permeabilitet spiller inn. Transmembranproteiner danner kanaler som tillater passasje av natrium-, kalsium-, kalium- og kloridioner. Polare molekyler kan binde seg til overflateproteiner, forårsake en endring i overflatens konfigurasjon og få dem til å passere. Transportproteiner flytter molekyler og ioner via tilrettelagt diffusjon, som ikke krever energi.

Store molekyler krysser vanligvis ikke lipid-dobbeltlaget. Det er spesielle unntak. I noen tilfeller tillater integrerte membranproteiner passasje. I andre tilfeller kreves aktiv transport. Her tilføres energi i form av adenosintrifosfat (ATP) for vesikulær transport. En lipid-dobbeltlagsvesikkel dannes rundt den store partikkelen og smelter sammen med plasmamembranen for enten å la molekylet komme inn eller ut av en celle. I eksocytose , innholdet i vesikkelen åpner seg mot utsiden av cellemembranen. Ved endocytose tas en stor partikkel inn i cellen.

I tillegg til cellemembranen er et annet eksempel på en selektivt permeabel membran den indre membranen til et egg.