Aktywny i pasywny transport komórkowy

Aktywny i pasywny transport komórek to transfer substancji rozpuszczonych z jednej strony błony komórkowej na drugą. Transport jest pasywny, gdy nie jest wymagane źródło zasilania metaboliczne jak ATP, podczas gdy transport jest aktywny podczas używania ATP jako źródła energii.

Błony komórkowe składają się głównie z dwuwarstwy lipidowej, która utrudnia przechodzenie niektórych rodzajów substancji. Ta funkcja bariery pozwala komórce na utrzymanie stężenia substancji rozpuszczonej w cytozolu w innym stężeniu niż w środowisku zewnątrzkomórkowym lub w przedziałach wewnątrzkomórkowych..

Co to jest pasywny transport komórek?

Transport bierny to proces, który umożliwia przechodzenie cząsteczek i jonów przez błonę komórkową bez źródła energii.

Plik gradient stężenia o różnica stężeń gatunku między dwiema stronami membrany jest impulsem determinującym ruch i kierunek transportu biernego.

Kiedy substancja rozpuszczona jest naładowana (dodatnia lub ujemna), różnica potencjałów między dwiema stronami membrany (potencjał membrany) może również napędzać transport. W tym przypadku gradient stężenia i gradient elektryczny łącznie tworzą siłę napędową gradient elektrochemiczny.

Generując różnicę w stężeniach jonów w warstwie lipidowej, błona komórkowa może magazynować energię potencjalną w postaci gradientów elektrochemicznych. Gradienty elektrochemiczne służą do:

• kieruje różnymi procesami transportowymi,
• transmitują sygnały elektryczne w komórkach pobudliwych elektrycznie i
• wytwarzają większość ATP w mitochondriach, chloroplastach i bakteriach.

Charakterystyka transportu biernego

• Ruch substancji rozpuszczonych podąża za gradientem stężeń, od wyższego do niższego stężenia.
• Zależy to od gradientu stężeń, wielkości cząstek i temperatury.
• Uruchamiane są jony i małe cząsteczki.
• Nie wymaga hydrolizy ATP.
• Zachodzi za pośrednictwem białek transbłonowych, kanałów i transporterów, w ułatwionej dyfuzji.

Typy transportu biernego

Cząsteczki i jony mogą przechodzić biernie przez membranę poprzez różne mechanizmy: prostą dyfuzję, ułatwioną dyfuzję lub osmozę.

Prosta dyfuzja

Małe niepolarne cząsteczki, takie jak tlen O._dwa i dwutlenek węgla CO_dwa łatwo rozpuszczają się w błonach lipidowych. Małe nienaładowane cząsteczki polarne, takie jak woda H._dwaO i mocznik również dyfundują przez membranę w sposób powolny lub ograniczony. Ogólnie rzecz biorąc, cząsteczki lipofilowe lub podobne do tłuszczu mogą przenikać przez błonę na drodze prostej dyfuzji.

Ułatwione rozpowszechnianie

Komórki opracowały mechanizmy przenoszenia rozpuszczalnych w wodzie cząsteczek i jonów przez błonę. Poprzez wyspecjalizowane białka transbłonowe (przechodzą przez błonę) transportowane są jony i cząsteczki. Ponieważ dyfuzja z wyższego stężenia do niższego następuje za pomocą „przejść”, mówimy o ułatwionej dyfuzji. A zatem:

• niezbędne składniki odżywcze dostają się do komórki;
• usunąć produkty przemiany materii, oraz
• regulują wewnątrzkomórkowe stężenie jonów.

Dwie główne klasy białek błonowych, które ułatwiają ruch cząsteczek do i na zewnątrz przez błonę lipidową, to:

• transportery: są to białka, które mają ruchome części, takie jak drzwi membrany, które otwierają się i zamykają, umożliwiając przejście substancji rozpuszczonej. Są jak obrotowe drzwi w membranie.
• kanały: tworzą wąskie hydrofilowe pory, które umożliwiają bierny ruch, głównie małych jonów nieorganicznych. Chociaż woda może dyfundować przez błony lipidowe, wszystkie komórki zawierają kanały białkowe zwane akwaporynami, które zwiększają przepuszczalność tych błon dla wody..

Osmoza

Osmoza to ruch wody przez półprzepuszczalną membranę, gdy z jednej strony znajduje się substancja rozpuszczona, która nie może przejść przez membranę. W osmozie występuje tylko ruch wody.

Co to jest aktywny transport komórek?

Transport aktywny to proces, w którym komórka transportuje materiał wbrew gradientowi stężenia, wykorzystując ATP jako źródło energii..

Charakterystyka transportu aktywnego

• Jest wytwarzany przez integralne białka błonowe.
• Jest specyficzna dla substancji rozpuszczonej.
• Doświadcza nasycenia, to znaczy, gdy wszystkie miejsca wiązania substancji rozpuszczonej są zajęte, bez względu na to, ile doda się więcej substratu, przepływ pozostaje stały.

Rodzaje aktywnych białek transportowych

Co najmniej trzy typy białek opisano w komórkach zdolnych do przenoszenia aktywnego transportu. Poniżej jego opisu.

Pompy ATP

Pompy ATP wykonują transport substancji rozpuszczonej sprzężony z hydrolizą ATP, to znaczy ATP uwalnia grupę fosforanową (PO₄^-3) i staje się ADP. Energia uwalniana podczas hydrolizy jest tym, co „pompuje” substancję rozpuszczoną z jednej strony membrany na drugą..

Aktywny transport napędzany hydrolizą ATP jest również znany jako podstawowy transport aktywny.

Istnieją trzy typy pomp ATP:

1. Pompy typu P.: białko jest fosforylowane (do białka jest przyłączona grupa fosforanowa) w procesie transportu. Przykłady: pompy sodowo-potasowe, pompy wapniowe.
2. Pompy typu F.: Nazywane także syntetazami ATP, ponieważ wykorzystują gradient protonów do syntezy ATP z ADP i fosforanu. Przykłady: syntetaza chloroplastowa ATP związana z fazą fotosyntezy zależną od światła.
3. Przenośniki ABC: są to białka błonowe, które przenoszą małe cząsteczki. Przykłady: transporter cholesterolu ABCG1, transporter MDR (oporność wielolekowa).

Przenośniki sprzężone

Transport jonu lub cząsteczki odbywa się jednocześnie z inną substancją rozpuszczoną. W tym przypadku substancja rozpuszczona w wyższym stężeniu po jednej stronie membrany przechodzi na drugą stronę i wspomaga ruch substancji rozpuszczonej od niższego do wyższego stężenia. Nazywa się również transporterami napędzanymi gradientem jonowym wtórny transport aktywny.

Jest przeprowadzany przez białka nośnikowe znane jako symportery i anty-nośniki. ZA symporter lub kotransporter transportuje substancję rozpuszczoną podążając za jej gradientem stężenia w tym samym kierunku co inna substancja rozpuszczona w zależności od gradientu stężenia.

Na przykład kotransporter glukozy zależny od sodu w jelicie cienkim. W takim przypadku glukoza i sód z jelita są wchłaniane do komórki jelita..

Komórki nabłonkowe jelita lub nerki mają dużą liczbę symporterów, które są napędzane gradientem jonu sodu.⁺, jest bardziej skoncentrowany na zewnątrz komórki.

W bakteriach transport laktozy jest sprzężony z transportem jonów wodorowych H.⁺.

ZA anty-nośnik lub wymiennik wykonuje transfer substancji rozpuszczonych w przeciwnych kierunkach. Na przykład antonośnik sodowo-protonowy Na⁺/ H⁺ sód dostaje się do komórki, a proton opuszcza ją na zewnątrz.

Pompy aktywowane światłem

Ten transport substancji rozpuszczonych, przeważający u bakterii i archeonów, zachodzi od niższego do wyższego stężenia dzięki wychwytywaniu energii świetlnej. Na przykład bakteriorodopsyny i halorodopsyny to pompy protonowe aktywowane przez światło..

Może Cię zainteresować Endocytoza i egzocytoza.