세포막의 선택적 투과(Selective Permeability)

 

엽면시비(Foliar Application) 흡수 경로들 https://infos.tistory.com/7602 : 큐티클 직접 침투 경로 (Cuticular Pathway). 기공 침투 경로 (Stomatal Pathway). 미세 균열 및 부속 구조 경로 (Ectodesmata & Appendages). 세포벽 및 세포막 (Apoplastic & Symplastic Transport)은 어떠한 경로(왁스층, 기공, 상처, 뿌리 등)로 들어오든, 식물의 살아있는 세포막(최종 관문)에 도달하기 위해서는 반드시 '세포벽'이라는 공간을 거쳐야만 한다.

세포막 (Plasma Membrane) https://infos.tistory.com/7603

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세포막의 선택적 투과(Selective Permeability) https://infos.tistory.com/7605 인지질 이중층 (Phospholipid Bilayer). 촉진 확산 (Facilitated Diffusion). 능동 수송 (Active Transport). 내포 및 외포 작용 (Endocytosis / Exocytosis).

 

세포막(Cell Membrane)의 물질 이동 기작

1.  인지질 이중층 (Phospholipid Bilayer)
•  세포막의 기본 골격은 인지질로 구성되어 있으며, 머리 부분은 친수성, 꼬리 부분은 소수성이다.
•  이 구조는 물질의 성질에 따라 통과 여부를 결정한다.
•  통과 가능: 산소(O₂), 이산화탄소(CO₂)와 같은 작은 기체, 지용성 물질
•  통과 불가능: 수용성 물질, 전하를 띤 이온(Na⁺, K⁺, NO₃⁻), 큰 분자(포도당, 아미노산)

2.  촉진 확산 (Facilitated Diffusion)
•  세포막에는 특정 물질을 위한 통로 단백질(Channel)과 운반체 단백질(Carrier)이 존재한다.
•  원리: 세포 외부 농도가 높을 때 에너지 소모 없이 물질이 단백질 통로를 통해 세포 내부로 확산된다.
•  특이성: 각 단백질은 특정 물질만을 선택적으로 통과시킨다. 예: 아쿠아포린(물), 칼륨 채널(K⁺)

3.  능동 수송 (Active Transport)
•  농도 구배를 거슬러 물질을 세포 내부로 이동시키는 과정이다.
•  ATP와 같은 에너지가 소모되며, 특정 수송 단백질이 관여한다.
•  예: 아미노산 수송체는 외부 농도가 낮더라도 에너지를 사용하여 아미노산을 세포 내부로 유입시킨다.
•  저온기에는 대사 활동 저하로 에너지 공급이 제한되어 능동 수송 효율이 감소할 수 있다.

4.  내포 및 외포 작용 (Endocytosis / Exocytosis)

•  단백질이나 거대 탄수화물처럼 덩치가 큰 물질은 통로나 펌프를 통과할 수 없다. 이때는 세포막 자체가 모양을 바꾸며 보자기처럼 싸서 이동시킨다.
•  내포 작용: 세포막이 함입되어 외부 물질을 포획하여 세포 내부로 들여온다.
•  외포 작용: 세포 내부의 물질을 소낭에 담아 세포 외부로 방출한다.